Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik AD7195 - Eingangsfilter


von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Hallo Zusammen,
ich entwerfe gerade eine Baugruppe mit einem
AD7195 24-Bit Sigma-Delta ADC
http://www.analog.com/en/products/analog-to-digital-converters/ad-converters/ad7195.html

Die Signalquelle hat 700R Impedanz und soll auf der Baugruppe die 
skizzierte Filterstruktur durchlaufen.
Zugunsten einer größeren Gleichtaktaussteuerung wird der ADC ohne 
Eingangspuffer betrieben (unbuffered).

Bisher bin ich der Meinung, dass dieses Filter dem Sample-Kondensator 
niederimpedant einen Ladungsvorrat zur Verfügung stellt.

Nun steht in der Doku:

<FAQ>
-> FAQ
The data sheet mentions that large external capacitors between the input 
and ground can affect measurement accuracy in unbuffered mode. Can you 
explain why this is the case? Does it only affect ac input signals, or 
are dc input signals affected, too?
If you use the ADC in unbuffered mode, large RC constants on the input 
can interact with the internal sampling capacitor and effectively starve 
the sampling cap of charging current. This will cause gain errors in the 
ADC.
The solution is either to use buffered mode or ensure that you respect 
the maximum RC values given in the data sheet.
The reference inputs are also unbuffered so, as with using the analog 
inputs in unbuffered mode, the RC loading on the reference inputs must 
be sufficiently low to avoid introducing errors into the conversion 
process.
</FAQ>

<DATASHEET> -> AD7195 datasheet
ANALOG INPUT CHANNEL
The AD7195 has two differential/four pseudo differential analog input 
channels, which can be buffered or unbuffered. In buffered mode (the BUF 
bit in the configuration register is set to 1), the input channel feeds 
into a high impedance input stage of the buffer amplifier. Therefore, 
the input can tolerate significant source impedances and is tailored for 
direct connection to external resistive-type sensors such as strain 
gages or resistance temperature detectors (RTDs).
When BUF = 0, the part operates in unbuffered mode. This results in a 
higher analog input current. Note that this unbuffered input path 
provides a dynamic load to the driving source.
Therefore, resistor/capacitor combinations on the input pins can cause 
gain errors, depending on the output impedance of the source that is 
driving the ADC input. Table 27 shows the allowable external 
resistance/capacitance values for unbuffered mode at a gain of 1 such 
that no gain error at the 20-bit level is introduced.
Table 27. External R-C Combination for No 20-Bit Gain Error
C (pF) R (Ω)
50     1.4 k
100    850
500    300
1000   230
5000   30
The absolute input voltage range in buffered mode is restricted to a 
range between AGND + 250 mV and AVDD − 250 mV. Care must be taken in 
setting up the common-mode voltage so that these limits are not 
exceeded. Otherwise, linearity and noise performance degrades.
The absolute input voltage in unbuffered mode includes the range between 
AGND − 50 mV and AVDD + 50 mV. The negative absolute input voltage limit 
does allow the possibility of monitoring small true bipolar signals with 
respect to AGND.
</DATASHEET>

Bei der vorliegenden Signalquelle wären 100pF das Limit.
Abgesehen davon, dass die Leitungskapazität im Bereich 25nF liegt, geht 
mit nicht so recht in den Kopf, warum die zulässige Kapazität mit dem 
Widerstand sinkt.

Leider fehlt mir für diesen Baustein die interne Struktur, so dass ich 
die Strompfade im Eingangskreis, die zu dieser Problematik führen, nicht 
nachvollziehen kann.

Ich habe bereits ADI angeschrieben, wollte aber mal rausfinden, ob hier 
jemand zufällig dieses Thema kennt.

Danke Euch,
 marcus

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