ZHCUDF3 November   2025

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 ADS127L21B
      2. 2.3.2 REF81
      3. 2.3.3 REF54
      4. 2.3.4 RES21A
      5. 2.3.5 THP210
      6. 2.3.6 OPA828
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 范围选择
    2. 3.2 线性度和低噪声信号链
    3. 3.3 校准
    4. 3.4 系统设计其他注意事项
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件说明
      1. 4.1.1 PCB 接口
      2. 4.1.2 输入多路复用器
      3. 4.1.3 增益多路复用器
      4. 4.1.4 电源
      5. 4.1.5 时钟树
    2. 4.2 软件要求
    3. 4.3 测试设置
    4. 4.4 测试结果
      1. 4.4.1 积分非线性度测量
      2. 4.4.2 噪声仿真
      3. 4.4.3 噪声测量
      4. 4.4.4 结语
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
    2. 5.2 工具
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6作者简介

3.1 范围选择

此设计采用具有三个测量范围的电压测量信号链：±100mV、±1V 和 ±10V。如 图 3-1 所示，OPA828 是输入放大器，采用同相配置来实现高输入阻抗。低泄漏多路复用器 (TMUX6104) 可在三种不同的增益设置之间切换。

TIDA-010970 TIDA-010970 可编程增益放大器方框图图 3-1 TIDA-010970 可编程增益放大器方框图

OPA828 是一款 JFET 放大器，与双极输入放大器相比可提供更高的输入阻抗，同时具有比 CMOS 输入放大器更低的 1/f 噪声。在直流测量中，低 1/f 噪声比宽带噪声更重要。尽管双极放大器的 1/f 噪声低于 JFET，但 JFET 放大器的高输入阻抗在实际场景中仍是一个合理的权衡选择。这种高输入阻抗特性可防止测量信号链对被测信号造成干扰。进行电压测量时需将 DMM 并联连接到负载端。如果被测电路中有过多电流流过仪表，会导致负载端产生压降，最终造成测量误差。

输入放大器上的增益是可编程的，因此信号链可以适应 1V/V、10V/V 和 99.8V/V 三个输入范围，以将输入信号调整到 10V 范围。每档增益设置具有不同的带宽，因此最大增益下的最小带宽为 15kHz。由于本设计专用于直流信号测量，不同增益间的带宽差异不影响系统性能。需安装电容器 C17、C18 和 C19，以根据需要调整带宽。

每个范围都必须将输入信号缩放到 5.5V 或更低的信号，因为 ADS127L21B 的最大推荐电源电压为 5.5V。该设计将输入信号调整至 4V，因为 ADC 基准电压为 4.096V。ADS127L21B 电源为 ±2.75V。该电源范围与 THP210 共享，并为 THP210 的输入共模电压限值预留余量。