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(shè)計(jì)說明
此設(shè)計(jì)展示了一種可用于創(chuàng)建正運(yùn)算放大器（運(yùn)放）電源和小型負(fù)運(yùn)算放大器電源的電源。這個(gè)小型負(fù)電壓是可調(diào)的，并且在許多運(yùn)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(shè)計(jì)展示了 TPS7A3901，作為向運(yùn)算放大器電路創(chuàng)建正極和負(fù)極電壓軌的電源。如下圖所示，該低壓降穩(wěn)壓器 (LDO) 在小型負(fù)電壓的調(diào)節(jié)能力方面與眾不同。這種通用的電路實(shí)現(xiàn)方案可用于多種工業(yè) 應(yīng)用。
規(guī)格
采用 LDO 的 ADS8900B 的性能測(cè)量結(jié)果
| 參數(shù) | 測(cè)試條件 | 數(shù)據(jù)表規(guī)格 | 測(cè)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(shè)計(jì)說明
- 根據(jù)共模、輸出擺幅和線性開環(huán)增益規(guī)格，確定運(yùn)算放大器的線性范圍。
- 設(shè)置可調(diào) LDO 輸出來匹配運(yùn)算放大器的線性范圍。
- 根據(jù)溫度性能選擇 X7R 電容器。
- 在負(fù)電源不可用的情況下，另一種方法是使用低噪聲負(fù)偏置發(fā)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(hào)擺幅）。電源距離所需輸入和輸出擺幅均為 200mV。此拓?fù)淇纱_保該放大器的線性輸入和輸出擺幅。
- 選擇用于可調(diào) LDO 輸出的組件。根據(jù)先前的 OPA320 示例，系統(tǒng)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(diào)節(jié)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(biāo)量程 ±5V (–0.2dBFS) 的輸入信號(hào)測(cè)出的。請(qǐng)注意，與電源調(diào)節(jié)至 5V 和 GND 的情況相比，SNR 和 THD 非常良好。注意 TPS7A3901 是產(chǎn)生線性 –0.2V 電源的便捷方式。
在 LDO 調(diào)節(jié)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(biāo)量程 ±5V (–0.2dBFS) 的輸入信號(hào)測(cè)出的。請(qǐng)注意，與電源調(diào)節(jié)至 5.2V 和 –0.2V 的情況相比，SNR 和 THD 較差。
設(shè)計(jì)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(fù)極低壓降 (LDO) 穩(wěn)壓器，支持高達(dá) 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(fù)電壓輸出范圍為 –30V 至 0V。該器件非常適合產(chǎn)生小型負(fù)電源電壓，而這種電壓在單電源放大器需要小型負(fù)電源以便輸出可以線性擺動(dòng)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(nèi)部基準(zhǔn)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(yùn)算放大器 | www.cqwzaes.cn/product/cn/opa320 | www.cqwzaes.cn/opamp |
(1) LM7705 是負(fù)電壓電源的另一種選擇，它不是 LDO 穩(wěn)壓器，而是開關(guān)電容器穩(wěn)壓器。
設(shè)計(jì)參考資料
有關(guān) TI 綜合電路庫的信息，請(qǐng)參閱模擬工程師電路手冊(cè)。