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什么是LMC6482-TI軌到軌運算

汽車電子技術 ? 來源:云深之無跡 ? 作者: 云深之無跡 ? 2023-02-22 09:43 ? 次閱讀

寫了很多的功放了,越研究越明白了(還沒有完全搞懂):

圖片

如圖所示是AD620,放錯了,是儀表放大器這個

6482是兩塊五一個,LMC6482具有低輸入偏置電流,因此非常適合用于傳感器接口應用的信號調理。典型應用包括數據采集系統、電池供電儀器儀表、儀表放大器、有源濾波、DAC緩沖器、高阻抗傳感器接口和電流檢測

下面這段是運放參數的解讀,和我運放本身的東西無關:

(MIN 代表參數的最小值 TYP 代表參數的典型值 MAX 代表參數的最小值)

輸入失調電壓的測試方法是將運放的兩個輸入端接地,測輸出電壓,理想運放此時輸出應該是0V,但由于制造工藝問題會造成兩個輸入端不對稱。將此時的輸出電壓除以運放的增益倍數就是失調電壓。

比如LMC6482運放的輸入失調電壓Vos為0.11mV,即在兩個輸入端之間有0.11mV壓差,而放大倍數130db,輸入失調電壓會跟隨放大倍數造成一定誤差。Vos越小芯片越貴。

放大系數轉化為分貝的公式為:20×lgA,其中A為放大系數 所以,當電路的放大倍數為85時,則轉化的算式為:20×lg85=20×1.929=38.588dB

即 K(單位:dB) = 20×lgA,

即 放大倍數 A = 10^(db/20)

例如LMC6482的電壓增益是130db,則 A = 10^(130/20) =10^6.5 =3,162,278

圖片

Input Offset voltage Drift 輸入失調電壓的溫漂

在一定溫度范圍內,輸入失調電壓的變化與溫度變化的比值。作為失調電壓的補充,便于計算放大電路由于溫度變化造成的輸入失調電壓漂移大小。

Input Bias Current 輸入偏置電流 Ib

當運放輸入的直流電壓為0時,運放兩個輸入端流進或流出的平均值。這個參數越大對原信號的影響越大。

Input Offset Current 輸入失調電流 Ios

兩個輸入端偏置電流的插值,反應運放內部的對稱性,對稱性越好Ios越小。

Input Common-Mode Voltage Range 共模電壓輸入范圍 Vcm

運放兩端與地能加的共模電壓的范圍,軌到軌輸出指輸入共模電壓范圍十分接近電源軌。

Output Characteristics/Swing 輸出動態范圍

即輸出電壓范圍,所謂軌到軌輸出,指輸出的Voh,Vol十分接近正負供電電源(電源軌)

Short Circuit Limit 輸出電流特性/短路電流限制

即運放的帶載能力,一般會給出Sink Source電流大小(灌電流或源電流),也有給出短路時的極限電流。

Slew Rate 壓擺率

即轉換速率,運放在閉環條件下,將一個大信號(階躍信號)加到運放輸入端,從運放輸出端測得的輸出電壓上升速率。

由于在轉換期間,運放輸入極處于開關狀態,所以運放的反饋回路不起作用,也就是轉換速率與閉環增益無關。壓擺率越大,對應的帶寬也越高。

Gain Bandwidth Product 增益帶寬積 GBP

定義為運放的閉環增益為1的條件下,將一個恒幅正弦小信號輸入到運放的輸入端,從運放的輸出端測得閉環電壓增益下降3db(相當于輸入信號減小到0.707倍)所對應的信號頻率。

即LMC6482放大1倍電壓時輸入信號超過1.5MHz,電壓增益就會急速下降,實際應用中輸入信號的頻率要小于增益帶寬積,并且單極放大的增益不能太大,否則輸入頻率也要大打折扣。

Common Mode Rejection 共模信號抑制比CMRR

運放工作于線性區時,差模增益與共模增益的比值。在運放輸入兩端加相同信號時,輸入輸出間的增益稱為共模電壓增益AVC,則CMRR = AV/AVC

值越大抑制共模干擾的能力越強,越大越好。

Supply Voltage Rejection 電源紋波抑制比PSRR

運放輸入失調電壓隨電源電壓的變化比值。即正負電源電壓變化時,該變化料出現在運放的輸出中。

若電源變化為ΔVs,此時等效輸入電壓為ΔVin,則PSRR = ΔVs/ΔVin。

此參數反應運放對電源擾動的抑制能力,也是越小越好。

Noise Density 噪聲密度

處理音頻信號需要十分關注的參數。

運放本身內部電路固有的噪聲,分電壓噪聲和電流噪聲。

規格書中寫法不一,但都以nV/rtHz和pA/rtHz來標識(rt即sqrt,根號的意思),也就是與頻率相關的一個指標。(頻率越低,指標越大,頻率越高,指標越小,參加噪聲-頻率曲線)參數越小,運放自身引入到系統的噪聲也越小。

LMC6482 設計的主要優勢是增加了線性信號范圍。大多數運算放大器都限制了輸入共模范圍。超出此范圍的信號會生成非線性輸出響應,可在輸入信號返回共模范圍后持續較長時間。

LMC6482 能夠使用整個電源電壓范圍,因此無需降低輸入信號來滿足有限的共模電壓范圍。82dB 的 LMC4282 CMRR 將 12位數據采集系統的積分線性保持在 ±0.325LSB。其他軌到軌輸入放大器的 CMRR 僅為 50dB,會將數據采集系統的精度降至僅為 8 位。

這是數據采集。下面是儀表電路:

LMC6482 具有儀表電路設計所需的高輸入阻抗、高共模范圍和高 CMRR。采用 LMC6482 進行儀表電路設計,可以比大多數儀表放大器抑制更大范圍的共模信號。因此,采用 LMC6482 進行儀表電路設計是嘈雜或工業環境下的絕佳選擇。從這些 特性中獲益的 其他應用 包括 分析醫療儀器、磁場檢測器、氣體檢測器和硅基傳感器。

如果我前級有INA121,那我后級就是采集電路了,不是儀表放大的功能了。

圖片

4路采集

其實我還是沒有搞懂???LMC6284的作用,我想是做緩沖?INA121的后級給LMC6284,把輸出的信息擴展到整個電源域上面?為了更好的ADC轉換?

利用LMC6482單電源供電只能輸出正電平的原理,使用兩級運放,前一級用作電壓跟隨器,后一級作為運算放大器。

而且前級也是單電源,需要采用可單電源的、滿擺幅輸入輸出的運放,也是一個選型的標準。

輸入輸出電壓通過運放LMC6482采用差分電路將輸出電壓按比例縮小至ADC能夠采樣的范圍,再使用ADC采樣,軟件解算出輸出電壓。輸入電壓采樣是通過MCU內部運放按比例縮小在送到ADC進行采樣的,輸出電壓檢測電路如圖:

圖片

輸出電流檢測電路通過運放LMC6482采樣差分放大電路實現;采樣電阻放在低端,若采樣電阻放在高端,會有較大的共模電壓使采樣電流不準確,采樣電阻為10m

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