ratiometric ADC, ¿es posible separar la tensión de referencia y la tensión de excitación mediante un amplificador?

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Tengo una variedad de transductores de puente (presión, galga extensiométrica) con una sensibilidad de 1 mV / V. Además, la mayoría de los ADC de 24 bits y los chips frontales analógicos tienen un PGA con ganancia programable entre 1-128. Esto significa que en el ajuste de ganancia más alto, la salida máxima es solo el 12% del rango completo. En otras palabras, el ENOB de la lectura de ADC se reduce en 3 solo como resultado de una ganancia insuficiente.

Recientemente, noté que algunos ADC permiten un voltaje de referencia significativamente menor que el voltaje de excitación de mis sensores. ¿Es factible, por ejemplo, reducir el voltaje de referencia y luego usar un amplificador operacional no inversor con ganancia 4x para suministrar el voltaje de excitación del transductor? Por lo que puedo decir, todavía tendré todos los beneficios de la conexión radiométrica, con solo una ligera degradación en el rendimiento del ruido (debido al rendimiento del ADC con Vref reducido ... la resistencia de salida en bucle cerrado del op-amp y su voltaje de entrada y sus compensaciones de corriente parecen ser despreciables en este escenario, en términos de bits de ruido, pero el aumento de la resolución compensa el aumento de los bits ruidosos. Como beneficio adicional, esto puede separar el voltaje de excitación para cada canal, de modo que, por ejemplo, un cortocircuito en un transductor no interferirá con la excitación de los otros.

Creo que puedo obtener una muy buena precisión de ganancia al utilizar una resistencia con chip para la retroalimentación; de esta manera, las resistencias de retroalimentación estarán muy bien adaptadas entre sí y también estarán vinculadas térmicamente, por lo que la retroalimentación no variará con la temperatura tampoco.

Si esto funciona, ¿alguna idea de por qué este arreglo no aparece comúnmente en los circuitos de ejemplo?

Diagramas modificados de enlace

El circuito "habitual":

Circuitopropuesto:

Donde se ve el bloque del amplificador (no preste atención al número de modelo del amplificador operacional, es lo que admite CircuitLab)

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta Ben Voigt

2 respuestas

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Ciertamente parece factible, pero primero asegúrese de que NECESITA hacerlo. El ADC de 24 bits le ofrece una gran cantidad de rango dinámico que no necesita, y muchos bits de sobra. A menudo los usa para muestrear señales pequeñas sin preocuparse por la preamplificación.

Entonces, calcule su presupuesto de ruido, calcule cuántos bits necesita y haga lo que necesite para obtenerlos. Trate de recordar que un ingeniero que supera sistemáticamente las especificaciones en lugar de cumplirlas está perdiendo tiempo y dinero.

    
respondido por el Scott Seidman
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Es posible amplificar la referencia para obtener una señal de excitación más alta.

Otra opción. Comience con un alto voltaje de referencia, que va directamente al sensor. Conecte el divisor A / D Vref a través de voltaje.

Usted introduciría algún error debido a las tolerancias de la resistencia. Esto puede ser tomado por calibración.

También puede tener referencias de voltaje separadas para excitación (voltaje más alto) y A / D (voltaje más bajo). Las variaciones en las referencias de voltaje de precisión pueden ser tan pequeñas como ± 0.005V.

editar: Eche un vistazo a la página 36 de hoja de datos AD7719 (rev. A). Hay consejos sobre cómo realizar mediciones del sensor de presión de puente con Σ-Δ A / D.

    
respondido por el Nick Alexeev

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