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王琳

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[问答]

AD5933的直流偏置问题

ADI工程师,您好!
我最近在使用贵公司的AD5933设计阻抗测量系统,在看AD5933  datasheet中提到“直流偏置电压”这个问题。
在使用过程中,为AD5933提供了3.3V的电源电压,输出电压范围为2Vp-p,并用示波器观察5933的6引脚Vout的输出波形,如下图所示。
个人觉得这个正弦波挺完美的,所以不太明白“直流偏置”这个问题。
在datasheet的典型应用举例"测量小阻抗"中,给AD820正输入端输入了VDD/2的直流偏置了,也不是很明白,希望您能点拨一下!谢谢。





回帖(4)

王琳

2018-12-18 09:14:31
电压跟随器具有高输入阻抗,低输出阻抗的特点,从极端的角度来看,其高输入阻抗相当于将前级电路断开,而它的输出阻抗则相当于电源内阻,内阻越小,当电源输出电流变化时,内阻的分压很小,因此对后级电路来说,则相当于恒压源。因此电压跟随器对前后级电路起到了隔离的作用。
上图“用于测量小阻抗的附加外部放大器电路”中,如果R1=R2=0,即将AD820设计成电压跟随器,可以消除发射级输出阻抗对阻抗测量的影响。
对于AD5933发射级和接收级之间的VDD/2的直流偏置,我目前还没有弄明白。
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王琳

2018-12-18 09:20:36
刚刚查过AD820的datasheet,单电源的供电电压在5V~30V之间,而我现在提供的是3.3V的电源电压,这显然是不够的,应该选用别的运算来组成电压跟随器。
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云静京

2018-12-18 09:38:58
引用: lorddd 发表于 2018-12-18 13:03
刚刚查过AD820的datasheet,单电源的供电电压在5V~30V之间,而我现在提供的是3.3V的电源电压,这显然是不够的,应该选用别的运算来组成电压跟随器。

您好!运放的选择请您参看CN0217或评估板原理图。这里要把直流偏置设置在VDD/2上是为了让交流信号有最大的动态范围,交流信号是我们的有用信号,在信号链路中不能让该交流信号压缩。虽然您看到的Vout的信号比较好,但是如果在Vin处观察,即运放的输出后观察,没有则个直流偏置,正弦波的负半周期可能被压缩。这样就会出现非线性,测量结果有误。特别是小阻抗情况小,交流信号是被放大的,如果直流偏置不处于供电中心点,正弦波更容易被压缩失真。
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王琳

2018-12-18 09:46:23
引用: dang28 发表于 2018-12-18 13:21
您好!运放的选择请您参看CN0217或评估板原理图。这里要把直流偏置设置在VDD/2上是为了让交流信号有最大的动态范围,交流信号是我们的有用信号,在信号链路中不能让该交流信号压缩。虽然您看到的Vout的信号比较好,但是如果在Vin处观察,即运放的输出后观察,没有则个直流偏置,正弦波的负半周期可能被压缩。这样就会出现非 ...

当VDD=3.3V,输出电压范围为2Vp-p时,发射级存在固有的1.48V直流偏压,而接收级却存在固有的VDD/2=1.65V的直流偏压,这个压差1.65V-1.48V=0.17V会带来测量误差。于是,就像CN -0217里面说的,先用高通滤波消除发射级的1.48V的直流偏压,然后用2个阻值相等的电阻串联分压VDD/2,使得发射级重新直流偏置,这样发射级和接收级的直流偏压就都等于VDD/2了。
 
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