ZHCA795B February 2018 – September 2024 ADS8900B , OPA320 , TPS7A39
| LDO 輸入 | LDO 輸出 | 輸出噪音水平 |
|---|---|---|
| Vin+ > 6V | 5.2V | 27μVRMS |
| Vin– < –5V | -200mV | 22μVRMS |
設計說明
此設計展示了一種可用于創建正運算放大器（運放）電源和小型負運算放大器電源的電源。這個小型負電壓是可調的，并且在許多運算放大器中必須借助此電壓才能確保線性度降至地電平。此設計展示了 TPS7A3901，作為向運算放大器電路創建正極和負極電壓軌的電源。如下圖所示，該低壓降穩壓器 (LDO) 在小型負電壓的調節能力方面與眾不同。這種通用的電路實現方案可用于多種工業 應用。
規格
采用 LDO 的 ADS8900B 的性能測量結果
| 參數 | 測試條件 | 數據表規格 | 測出的 ADS8900B 性能 |
|---|---|---|---|
| SNR | Vin_max = 5V，Vin_min = 0V | 104.5dB | 102.2dB |
| THD | Vin_max = 5V，Vin_min = 0V | -125dB | -123.5dB |
設計說明
- 根據共模、輸出擺幅和線性開環增益規格，確定運算放大器的線性范圍。
- 設置可調 LDO 輸出來匹配運算放大器的線性范圍。
- 根據溫度性能選擇 X7R 電容器。
- 在負電源不可用的情況下，另一種方法是使用低噪聲負偏置發生器 (LM7705)。
元件選型
- 下圖顯示了一種在緩沖器配置中使用 OPA320 的常見配置（具有所需的 0V 至 5V 線性信號擺幅）。電源距離所需輸入和輸出擺幅均為 200mV。此拓撲可確保該放大器的線性輸入和輸出擺幅。
- 選擇用于可調 LDO 輸出的組件。根據先前的 OPA320 示例，系統的電源軌為 –200mV 和 +5.2V。
所需輸出 R1 R2 +5.2V 34kΩ 10kΩ -200mV 1.69kΩ 10kΩ
在 LDO 調節至 5.2V 和 –0.2V 的情況下截取的 ADS8900B 20 位 FFT
下面的 FFT 是用非常接近滿標量程 ±5V (–0.2dBFS) 的輸入信號測出的。請注意，與電源調節至 5V 和 GND 的情況相比，SNR 和 THD 非常良好。注意 TPS7A3901 是產生線性 –0.2V 電源的便捷方式。
在 LDO 調節至 5.0V 和 GND 的情況下截取的 ADS8900B 20 位 FFT
下圖中所示的 FFT 是用非常接近滿標量程 ±5V (–0.2dBFS) 的輸入信號測出的。請注意，與電源調節至 5.2V 和 –0.2V 的情況相比，SNR 和 THD 較差。
設計中采用的器件
| 器件 | 主要特性 | 鏈路 | 類似器件 |
|---|---|---|---|
| TPS7A3901 | TPS7A39 器件是雙路、單片、高 PSRR、正負極低壓降 (LDO) 穩壓器，支持高達 150mA 的拉電流（和灌電流）。該器件具有較寬的輸出電壓范圍，正電壓輸出范圍為 1.2V 至 30V，負電壓輸出范圍為 –30V 至 0V。該器件非常適合產生小型負電源電壓，而這種電壓在單電源放大器需要小型負電源以便輸出可以線性擺動至 0V 的情況下非常有用。 | www.cqwzaes.cn/product/cn/TPS7A39 | www.cqwzaes.cn/product/cn/LM7705(1) |
| ADS8900B | 雙極性差分輸入，帶內部基準緩沖器的 SAR ADC，SPI 接口 | www.cqwzaes.cn/product/cn/ADS8900B | www.ti.com/adcs |
| OPA320 | 精密，零交叉，20Mhz，RRIO，CMOS 運算放大器 | www.cqwzaes.cn/product/cn/opa320 | www.cqwzaes.cn/opamp |
(1) LM7705 是負電壓電源的另一種選擇，它不是 LDO 穩壓器，而是開關電容器穩壓器。
設計參考資料
有關 TI 綜合電路庫的信息，請參閱模擬工程師電路手冊。