Псевдо дифференциальный вход АЦП. Опции

[moon333]

Возник несколько вопросов.
1. Правильно ли я понимаю работу АЦП с псевдо-дифференциальный входом: Имеются два входа IN+ и IN- и одно УВХ. Коммутатор сначала подключает УВХ к IN+ , затем этот же конденсатор из УВХ

подключается к IN-. После всего этого начинается оцифровка.
2. Такие АЦП уместно применять там где не важна DC составляющая относительно AGND?
3. Не совсем понятно, зачем подключают землю через резистор 20 Ом к -IN. Я подозреваю, чтобы добиться полной симметрии IN+ и IN- . Что именно ухудшиться если я подключу к земле без резистора?

Сообщение отредактировал moon333 - Sep 9 2016, 12:21

Эскизы прикрепленных изображений

 

[1113]

откройте мануал на http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads8370.pdf - на первой странице его схема. на входе нет ключей и конденсаторов

Причина редактирования: Избыточное цитирование. Т.

[moon333]

откройте мануал на http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads8370.pdf - на первой странице его схема. на входе нет ключей и конденсаторов

Ну если даже посмотреть, как устроен там аналоговый вход, то в принципе ничем не отличается от дифференциального входа.
Накопили заряд на IN+ и IN- >>>> оцифровали разность.

А в чём же тогда разница между псевдо-дифф. и дифф. входом?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ALEN&Co]

Ну если даже посмотреть, как устроен там аналоговый вход, то в принципе ничем не отличается от дифференциального входа.
Накопили заряд на IN+ и IN- >>>> оцифровали разность.

А в чём же тогда разница между псевдо-дифф. и дифф. входом?

В диапазоне допустимых напряжений.
Для дифф. обычно нормируется синфазное напряжение (например, 2,4..2,6 при питании 5).
Для псевдодифф. - диапазон in- (-0,1...+0,1, 2,4...2,6 или т.п.)

[ST_Dante]

Добрый день! Все происходит в CDAC я думаю, надо копать под CDAC. Там CDAC надпись, то там явно емкостной ЦАП стоит.

И поверьте мне, на входе должны быть ключи. Преобразователи ADC не работают в режиме нон-стоп =) Какой нибудь входной буфер не в счет =) Сигнал должен быть дискретным, а без ключей это сделать нельзя. Там может стоят T&H или S&H тут уже на любителя.

А зачем автору этот АЦП? =)

[ST_Dante]

На этой картинке яснее все показано. Где показаны ключи (сопротивления на схеме), и что тут SnH и DAC совмещены.



А псевдо-дифференциальный я думаю значит следующее, к примеру питание 3,3 вольта АЦП, уровни референсов 0 и 3,3 вольта. На вход вы можете подавать напряжение от 0 до 3,3. АЦП у вас к примеру 10бит.
На выходе данного АЦП результат будет следующий код будет сопоставлен со шкалой от -3,3 В до 3,3 В. Поэтому 1LSB будет равен 0,0064 В, а не 0,0032 В. Поэтому код 10 0000 0000 или 01 1111 1111 - соответствует нулю в данном случае, сам не разобрался. Это первое.

А второе, так как нет тут полноценного преобразования сигнала как дифференциального, ну есть 2 ЦАП (при этом чем больше разрядность тем больше сегментов ЦАП). И они разнесены в пространстве, поэтому нет реально дифференциального преобразования (это не операционный усилитель например, где все крайне симметрично в топологии). Но это бред =) поэтому только первое мнение адекватное =)

Вот как-то так должно быть. У кого какие возражения? (Даташиты не смотрел рассматриваемые, и как работают данные микросхемы не знаю) =)

[ALEN&Co]

Не путайте биполярный и пс.-диф.

И вообще, если хотите кому-то подсказать что-либо ради количества сообщений, разберитесь сначала сами! Потратьте 5-10 минут не на рисование, а на поиск! Не вводите в заблуждение всякими предположениями.









Смотрите диапазон Vin-

[ST_Dante]

Не путайте биполярный и пс.-диф.

И вообще, если хотите кому-то подсказать что-либо ради количества сообщений, разберитесь сначала сами! Потратьте 5-10 минут не на рисование, а на поиск! Не вводите в заблуждение всякими предположениями.

Смотрите диапазон Vin-

Согласен с Вами по поводу синфазного напряжения.
Если судить по первой картинке, то когда установлен режим T то происходит заряд емкости с входа +. В момент переключения в режим Hold происходит вычет напряжения IN-. На этом и основана его пс.-диф. =)

Но я если честно так и не понял чем не лучше использовать обычный дифф. усилитель в режиме single ended? Спасибо =)

[ALEN&Co]

Но я если честно так и не понял чем не лучше использовать обычный дифф. усилитель в режиме single ended? Спасибо =)

Не понял, при чем тут усилитель, разговор про АЦП.

Если говорить про дифф. АЦП, то

Для дифф. обычно нормируется синфазное напряжение (например, 2,4..2,6 при питании 5).

Т.е. на full diff приходится подавать полноценный дифференциальный сигнал с жестко определенной синфазной составляющей (обычно Uref/2 c допуском порядка +-0,1В).
Для этого требуется дифф. усилитель либо пара инструментальников. Хотя можно и драйвер на ОУ собрать.

Налицо небольшое усложнение схемы ради вдвое большего динамического диапазона.

В принципе, некоторые АЦП допускают любой режим работы, могут быть сконфигурированы и в дифференциальный, и в однопроводный. Но мне попадались такие только простенькие, до 12 разрядов. Я за такие говорить не могу, так как не применял, использую всего несколько моделей 16 разрядных, либо full diff, либо pseudo diff.

Сообщение отредактировал ALEN&Co - Sep 21 2016, 19:12

[Voblin]

Дифференциальный вход - на вход + можно подать напряжение (при однополярном питании и rail-to-rail ОУ) от 0 до Uпит, и на вход - можно подать напряжение от 0 до Uпит.

Псевдодифференциальный вход - на вход + можно подать напряжение (при однополярном питании и rail-to-rail ОУ) от 0 до Uпит, а на вход - можно подать напряжение от 0 до 1 В (например).

Если у Вас потенциал земли на измерителе и АЦП отличается, не более в наше примере чем на 1 В, то при применении Псевдодифференциальный входа АЦП будет мерять правильно. Если это напряжение будет больше, то появится погрешность.

Сообщение отредактировал Voblin - Oct 11 2016, 13:37

[Kluwert]

Дифференциальный вход - на вход + можно подать напряжение (при однополярном питании и rail-to-rail ОУ) от 0 до Uпит, и на вход - можно подать напряжение от 0 до Uпит.

Псевдодифференциальный вход - на вход + можно подать напряжение (при однополярном питании и rail-to-rail ОУ) от 0 до Uпит, а на вход - можно подать напряжение от 0 до 1 В (например).

Если у Вас потенциал земли на измерителе и АЦП отличается, не более в наше примере чем на 1 В, то при применении Псевдодифференциальный входа АЦП будет мерять правильно. Если это напряжение будет больше, то появится погрешность.

Коллеги, что бы не плодить новой темы, что делать?

Практически все ацп с частотой оцифровки выше 20МГц с дифф.входом. Когда сигнал полосовой - нет особых проблем: схема с одинарным, или двойным трансом, с одинарным, или двойным дросселем ("баллуном") - и нет особых проблем, всё достаточно точно и ноль на входе соотвествует нулю на выходе. Но, как только нужно затаскивать видеосигнал, начинаются танцы с бубном. Инструментальников на такую частоту нет. Стандартная схема на ОУ с дифф. выходами (типа AD8138) требует резюков. Реально достать с точностью 1% (0,5% уже почти не реально, по-крайней мере, если нужно быстро и штучно). В результатет уже даже в даташитах и стартеркитах сопротивление с - ноги ОУ на землю ставят 523 оМ, а не 525, как нужно бы по симметрии. В результате схему неизбежно перекашивает: ноль не понятно где, шкала сьезжает и деформируется.

Другой вариант: прецизионный опорник, пропущенный через повторитель на ОУ и сигнал, также пропущенный через повторитель со средней точкой, сдвинутой на напряжение опорника (так часто в недорогих осциллографах делают). Здесь обычно ноль стоит там, где ему и положено. Но тут начинает увеличиваться нелинейность ацп (схема-то всё равно несимметричная) и, главное, увеличиваются шумы, что часто неприемлимо.

Получается, что ацп с дифф.входом - это зло и единственный способ жить с ними - это либо первая схема и последующая цифровая калибровка, либо решение из 60-х годов с торчащими винтами подстроечников? Неужели нет решения исходно позволяющее протаскивать входное потенциальное видео-напряжение до входа дифф.ацп с точность, хотя бы, 1%?

[Plain]

Опорное у АЦП тоже дифференциальное, так что ноль и амплитуда задаётся произвольно, адаптивно и т.п., и без каких-либо точных компонентов, потому как видеосигнал всегда содержит исчерпывающую информацию для калибровки.

[Herz]

Получается, что ацп с дифф.входом - это зло и единственный способ жить с ними - это либо первая схема и последующая цифровая калибровка, либо решение из 60-х годов с торчащими винтами подстроечников? Неужели нет решения исходно позволяющее протаскивать входное потенциальное видео-напряжение до входа дифф.ацп с точность, хотя бы, 1%?

Это зло из-за того, что Вам нормальных "резюков" не достать? Ну да, разработчики АЦП виноваты...

[Kluwert]

Это зло из-за того, что Вам нормальных "резюков" не достать? Ну да, разработчики АЦП виноваты...

А что вызвало такой приступ сарказма уважаемого гуру?
Лезем, например, на "Диджикей", выбираем точность сопротивлений выше 1% и получаем почти по всем номиналам стандартное: "Available: 0 Standard Lead Time 10/12/13/.. Weeks", можно конечно и 3 месяца несчастные 4 резюка ждать, но ещё один интересный момент: Minimum Quantity обычно в районе 1000 штук при цене одной штуки минимум от 1,5 баксов. Я не знаю как у вас, но меня нач-во, мягко говоря, не поймёт, если для нескольких плат с ацп закажу резюков на несколько тысяч долларов

И, таки, да, разработчики виноваты, ибо не вижу проблем хотя бы последовательные сопротивления, которые они сами же в даташитах рекомендуют, сделать на кристалле. А вообще-то, по-моему, не есть большая проблема сделать как в 572па1. Насколько помню, там можно было просто внешний ОУ включить, все сопротивления внутри ЦАПа были. Так сложно что-то подобное в дифф.ацп предусмотреть?

[Plain]

http://www.digikey.com/product-search/en/r...amp;pageSize=25

Таким образом, всё с точностью до наоборот — резисторов там в наличии всех мыслимых номиналов E96, минимум по десятку тысяч каждый, и за вполне вменяемые 40 центов. А насчёт ждать — сутки на прилёт в РФ, а далее в среднем три недели таможня РФ соизволяет. Но можно и на третий день получить.

Что же до задачи — к примеру, древний ADC08060, пару заурядных 12-разрядных ЦАП подкручивать его диффопорное, и ни одного резистора точнее 5%. Повторю, все в мире всегда восстанавливали привязку видеосигнала и практически даром, в этом нет ничего постыдного.

[ST_Dante]

А почему не включить в режиме Single_Ended АЦП? Если Вам не нравится дифференциальный режим?