OpAmp mit leicht negativer Versorgung für den ADC-Eingang

Ich möchte eine Designidee rund um die Bereitstellung von OpAmps diskutieren, die einen ADC-Kanal eines Mikrocontrollers oder DSP ansteuern. Lassen Sie den ADC mit 3,3 V und 0 V versorgen ("analoge" Versorgungen getrennt von ähnlichen "digitalen" Versorgungen) mit einer internen oder externen Referenz von 3,0 V, die den Vollskaleneingang definiert.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Wenn der OpAmp mit denselben 3,3 V - 0 V versorgt wird, gibt es, selbst wenn es sich um ein Rail-to-Rail-Modell handelt, immer eine "Fußraum" -Grenze von mindestens einigen Millivolt. Daher ist meine Idee, einen "Single Supply OpAmp" zu verwenden, bei dem seine negative Versorgung mit einer leicht negativen Spannung verbunden ist, um seinen vollständigen Spannungshub zu verwenden, der seine Rail-to-Output-Differenz sowohl auf der positiven als auch auf der negativen Seite kompensiert des Verstärkers.

Was denkst du über?

Klingt für mich vernünftig.
Speziell für diesen Zweck existieren invertierende Ladungspumpenregler-ICs.
Was ist der Worst-Case-Null-Eingangsoffset des ADC? Das kann bedeuten, dass alle Ihre guten Absichten verschwendet werden.

Antworten (3)

Ja, obwohl -500 mV etwas zu hoch sein könnten, geben viele Chips maximal -300 mV an. Dies ist eher ein praktisches Problem bei erhöhten Temperaturen, aber die abs. max. Werte unterscheiden sich normalerweise nicht.

Tatsächlich können Sie, wie @DKNguyen sagt, Chips kaufen, die eine Drop-in-Lösung bieten, wie z. B. den LM7705 .

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich glaube, Maxim bietet ein ähnliches Teil an.

Sollte gut sein.

Ein entferntes Problem ist, wenn der OPA-Ausgang vollständig negativ wird (-0,5 V), kann er die unteren ESD-Dioden am Eingangspin des ADC-Chips aktivieren (normalerweise zwei Dioden, Vss -> Pin und Pin -> Vdd). Bei -0,5 V ist es nicht kritisch. Wenn es -0,7 V oder weniger wäre, wäre es fraglich. Wenn das -V nicht gut gesteuert werden kann, besteht eine Alternative darin, einen kleinen festen Strom am Pin herunterzuziehen, sodass der OPA immer Strom liefert. Dann ist der "Footroom" kein Problem für den OPA, sondern eher für die Pulldown-Stromsenke.

Schauen Sie sich den LTC6360 an. Es ist ein OpAmp mit einem eingebauten Ladungspumpeninverter, um genau diesen Fall zu handhaben. Die negative Versorgung ist auch wichtig für die Linearität, nicht nur für den echten 0-Ausgang. OpAmps werden weniger linear, wenn sie sich ihren Versorgungsschienen nähern.

OpAmp mit leicht negativer Versorgung für den ADC-Eingang
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