ZHCA795B February   2018  – September 2024 ADS8900B , OPA320 , TPS7A39

 

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LDO 输入 LDO 输出 输出噪音水平
Vin+ > 6V 5.2V 27µVRMS
Vin– < –5V -200mV 22µVRMS

设计说明

此设计展示了一种可用于创建正运算放大器（运放）电源和小型负运算放大器电源的电源。这个小型负电压是可调的，并且在许多运算放大器中必须借助此电压才能确保线性度降至地电平。此设计展示了 TPS7A3901，作为向运算放大器电路创建正极和负极电压轨的电源。如下图所示，该低压降稳压器 (LDO) 在小型负电压的调节能力方面与众不同。这种通用的电路实现方案可用于多种工业 应用。

规格

采用 LDO 的 ADS8900B 的性能测量结果
参数 测试条件 数据表规格 测出的 ADS8900B 性能
SNR Vin_max = 5V，Vin_min = 0V 104.5dB 102.2dB
THD Vin_max = 5V，Vin_min = 0V -125dB -123.5dB

设计说明

  1. 根据共模、输出摆幅和线性开环增益规格，确定运算放大器的线性范围。
  2. 设置可调 LDO 输出来匹配运算放大器的线性范围。
  3. 根据温度性能选择 X7R 电容器。
  4. 在负电源不可用的情况下，另一种方法是使用低噪声负偏置发生器 (LM7705)。

元件选型

  1. 下图显示了一种在缓冲器配置中使用 OPA320 的常见配置（具有所需的 0V 至 5V 线性信号摆幅）。电源距离所需输入和输出摆幅均为 200mV。此拓扑可确保该放大器的线性输入和输出摆幅。
  2. 选择用于可调 LDO 输出的组件。根据先前的 OPA320 示例，系统的电源轨为 –200mV 和 +5.2V。
    所需输出 R1 R2
    +5.2V 34kΩ 10kΩ
    -200mV 1.69kΩ 10kΩ

在 LDO 调节至 5.2V 和 –0.2V 的情况下截取的 ADS8900B 20 位 FFT

下面的 FFT 是用非常接近满标量程 ±5V (–0.2dBFS) 的输入信号测出的。请注意，与电源调节至 5V 和 GND 的情况相比，SNR 和 THD 非常良好。注意 TPS7A3901 是产生线性 –0.2V 电源的便捷方式。

在 LDO 调节至 5.0V 和 GND 的情况下截取的 ADS8900B 20 位 FFT

下图中所示的 FFT 是用非常接近满标量程 ±5V (–0.2dBFS) 的输入信号测出的。请注意，与电源调节至 5.2V 和 –0.2V 的情况相比，SNR 和 THD 较差。

设计中采用的器件

器件 主要特性 链路 类似器件
TPS7A3901 TPS7A39 器件是双路、单片、高 PSRR、正负极低压降 (LDO) 稳压器，支持高达 150mA 的拉电流（和灌电流）。该器件具有较宽的输出电压范围，正电压输出范围为 1.2V 至 30V，负电压输出范围为 –30V 至 0V。该器件非常适合产生小型负电源电压，而这种电压在单电源放大器需要小型负电源以便输出可以线性摆动至 0V 的情况下非常有用。 www.ti.com.cn/product/cn/TPS7A39 www.ti.com.cn/product/cn/LM7705(1)
ADS8900B 双极性差分输入，带内部基准缓冲器的 SAR ADC，SPI 接口 www.ti.com.cn/product/cn/ADS8900B www.ti.com/adcs
OPA320 精密，零交叉，20Mhz，RRIO，CMOS 运算放大器 www.ti.com.cn/product/cn/opa320 www.ti.com.cn/opamp
(1) LM7705 是负电压电源的另一种选择，它不是 LDO 稳压器，而是开关电容器稳压器。

设计参考资料

有关 TI 综合电路库的信息，请参阅模拟工程师电路手册。