センス抵抗電流 | INA Out、アンプ入力 | ADC 入力 | デジタル出力 ADS8910B |
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MinCurrent = ±50mA | Out = ±10mV | VoutDif = ±21.3mV | 233H 56310、3FDCBH -5640 |
MaxCurrent = +10A | Out = ±2V | VoutDif = ±4.3V | 1B851H 11272210 247AEH -11272210 |
Vs | Vee | Vref | Vcm |
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5.3V < Vs < 5.5V | 0V | 5V | 2.5V |
この単一電源電流センシング ソリューションは、シャント抵抗の両端の ±50mA~±10A の範囲の電流信号を測定できます。この電流センス アンプは、0V~75V の広い同相電圧範囲にわたってシャント抵抗を測定できます。完全差動アンプ (FDA) はシングルエンドから差動への変換を実行し、1MSPS のフル データレートでフルスケール ±5V の SAR ADC 差動入力を駆動します。「部品選定」の値を調整することで、さまざまな電流レベルを実現できます。
この回路は、バッテリ保守システム、バッテリ アナライザ、バッテリ セル形成と試験装置、自動試験装置、無線基地局のリモート無線ユニット (RRU) などの高精度電圧測定アプリケーションへの実装に適しています。
誤差解析 | 計算結果 | シミュレーション結果 | 測定結果 |
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ADC 過渡入力電圧セトリング | > 1LSB > 38µV | 6.6µV | 該当なし |
ADC 入力でのノイズ | 221.8µV rms | 207.3µV rms | 227µV rms |
帯域幅 | 10.6kHz | 10.71kHz | 10.71kHz |
以下のグラフに、–10A~+10A の入力に対する出力の線形応答を示します。
帯域幅のシミュレーション結果は 10.5kHz であり、ゲインは 32.66dB (線形ゲインは 43V/V (G = 20 × 2.15V/V)) です。
以下の簡易なノイズ計算は概算用です。電流センス アンプ INA240 が主要なノイズ源であるため、OPA320 バッファと THS4521 によるノイズは以下のノイズの概算では除外します。抵抗のノイズは 10.6kHz を超える周波数で減衰するため、この計算では無視します。
計算結果とシミュレーション結果はよく一致しています。アンプ ノイズの計算の詳細な理論についてはノイズ - ラボを、データ コンバータのノイズについては『ADC noise measurement, methods and parameters』を参照してください。
以下のシミュレーションに、DC 10A の入力信号のセトリングを示します (ADC 差動入力信号 +4.3V)。このようなシミュレーションは、サンプル/ホールド キックバック回路が適正に選定されていることを示します。これに関する詳しい理論については、『Final SAR ADC Drive Simulations』を参照してください。
デバイス | 主な特長 | リンク | 類似デバイス |
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ADS8910B(1) | 分解能 18ビット、サンプル レート 1Msps、リファレンス バッファ搭載、完全差動入力、Vref 入力電圧範囲 2.5V~5V | VREF バッファ、LDO、強化 SPI インターフェイス搭載、18 ビット、1MSPS、1 チャネル SAR ADC | 高精度 ADC |
INA240 | ハイサイド / ローサイド、双方向、ゼロドリフト電流センス アンプ、ゲイン誤差 = 0.20%、ゲイン = 20V/V、広い同相電圧範囲 = –4V~80V | 強化型 PWM 除去機能搭載、-4~80V、双方向、超高精度電流センス アンプ | 計測アンプ |
THS4551 | 完全差動アンプ (FDA)、帯域幅 150MHz、レール ツー レール出力、VosDriftMax = 1.8µV/℃、en = 3.3nV/rtHz | 低ノイズ、高精度、150MHz 完全差動アンプ | オペアンプ |
OPA320 | 帯域幅 20MHz、レール ツー レール、ゼロ クロスオーバー歪み、VosMax = 150µV、VosDriftMax = 5µV/℃、en = 7nV/rtHz | 高精度、ゼロ クロスオーバ、20MHz、0.9pA Ib、RRIO、CMOS オペアンプ | オペアンプ |
REF5050 | ドリフト 3 ppm/°C、初期精度 0.05%、ノイズ 4µVpp/V | 5V、3μVpp/V のノイズ、3ppm/℃ のドリフト、高精度シリーズ リファレンス電圧 | シリーズ電圧リファレンス |
テキサス・インスツルメンツ、ADS8900B 設計ファイル、ソフトウェア サポート