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帮助我们测试最新的仪表放大器工具,这个工具也许可以帮助到你的设计

jiayuan.wang@analog.com 在 2014-9-29 建立的部落格貼文


钻石拼图

大多数用户知道仪表放大器的输出电压摆幅可以被或高或低的共模输入电压减小这个概念,因为仪表放大器内部节点达到了电压饱和状态。这就给出了在仪表放大器数据手册中一个非常通用的图表,叫做“输入共模电压VS输出电压”,也称作钻石拼图。这是一个必不可少的应用设计考虑因素,也是用户在仪表放大器应用中经常遇到的一个问题,参见“ FAQ and the many related questions”。

在仪表放大器数据手册中钻石拼图有两个普遍问题:1)不是所有可能的应用条件都会被涵盖 2)把这些信息精确地应用到实际电路中比较困难。通过我们新开发的基于网页的此仪表放大器工具,我们可以解决这些问题,并且把仪表放大器相关电路应用设计变得相对简单流畅。

 

我们的仪表放大器工具原型

限时链接到我们的工具,http://www.analogplayground.com/diamondZH/,并且请留下反馈给我们,因为这个工具目前还在开发阶段,我们会不断改善这个工具让它变得更加有用。

 

 

 

解决问题1:我们如何建立信息关联性

如果可以根据用户实际应用输入来产生钻石拼图,我们就能够解决第一个问题。通过这样的方法,我们可以滤掉所有不相关的信息,而仅呈现和用户电路相关的图示。ADI有些许不同类型的仪表放大器。通过简短的几步设置,我们可以基于相关计算公式,得到一个钻石拼图。下面是AD8422数据手册中和使用我们工具后的钻石拼图对比。

 

AD8422 数据手册中的钻石拼图,

Vs=+/-15V, Gain=100

AD8422 网页工具中的钻石拼图,

Vs=+/-15V, Gain=100

AD8422DatasheetDiamondPlot.PNG
AD8422PrototypeDiamondPlot.PNG


因为这个工具可以给任何实际应用条件绘制钻石拼图,所以你不会被限定在当下的参数设定之中,此外,如果其中某个电源参数或者参考电压变化时,你可以更加容易分辨出其变化。


 

解决问题2:如何知道你的电路是否可以工作

 

第二个问题是如何决定你的电路在图中哪一块区域能正常工作。一般地,工作区域可以被画成一个矩形,这个矩形受限于电路最小和最大的输出电压范围以及在输入端口的最小最大的共模电压。然而,请注意,共模电压的定义是VCM = (V+IN + V-IN) / 2。所以单端输入信号,也就是输入信号在一端恒定,另一端变化的信号,共模电压会随着差分信号而改变,如下图所示:

 

差分信号
DifferentialInput.PNG


V+IN 单端输入
SingleEndedInp.PNG

 

V-IN 单端输入
SingleEndedInn.PNG

 

这个工具会通过计算电压工作范围,从而包含所有共模和差分因素,进而生成钻石拼图。如果针对所选的该仪表放大器,你的电路超出了许可工作界限,这个工具提示一条错误信息。如果你的电源,增益或者参考电压超出了界限,你也会得到提示,因此可以知道电路是否正常工作。

 

 

这个工具还能做什么?

过去选择一个仪表放大器是一个很困难的过程,特别是那些低电源或者单电源供电的应用,在这些应用中,正确的电压工作范围(钻石拼图)成了一个难点。这个工具可以帮助计算仪表放大器所有的电压范围是否在许可区域内,进而对任何的参数设置,此工具可以直接产生一个推荐的仪表放大器列表。这个列表帮助用户根据参数需求直接选择一个仪表放大器,而避免在不断的尝试中浪费时间。


 

一个有用提示:三极管的饱和状态是一个“软”限度,因此它的线性度会在输出电压离电源电压几百毫伏开始逐渐变差。如果希望确保始终有个好的线性度,你可以在参数设置中,减小电源电压,用此电压来产生推荐的列表。举个例子,如果你有一个+5V单电源,考虑设置-Vs = +0.2V以及+Vs = 4.8V来确保有足够的额外空间。这同样是一个好的方法来缓解电源电压减弱和干扰带来的影响。

 

 

 

免责声明

这是一个正在不断改进中的工具,如果发现有任何问题的话,我们希望知道。另外,这个工具也有相关注意事项,它所生成的仪表放大器工作范围 (钻石拼图)已经被产品设计者以及大量数据所验证,但是它代表的仅是25°C下仪表放大器的典型钻石拼图,并不涵盖其它温度。

 

谢谢你的关注

请登录http://www.analogplayground.com/diamondZH/ 来使用我们的工具,并且告知我们反馈。请使用网上的一个表格(在侧面,深蓝色)来提交反馈。

結果