Uso de un amplificador totalmente diferencial como controlador ADC diferencial

(1) Debe estar justo en la fuente. No tiene sentido convertirse en una señal diferencial después de que todo el ruido del cable haya entrado en la señal.

(2) Los valores de resistencia que son razonables dependen de la capacidad de accionamiento de sus amplificadores operacionales, así como de la capacidad de accionamiento/impedancia de salida de su fuente. Si tanto su amplificador operacional como su fuente pueden generar mucha corriente, puede usar resistencias de menor valor. Definitivamente no vaya por debajo de 1K para la resistencia total en ninguna ruta de retroalimentación. Mantenerlo entre 5 y 10 K probablemente sea razonable, aunque probablemente puedas ir tan bajo como 3 K y tan alto como 20 K. Esto es para la resistencia total en una ruta de retroalimentación, no para cualquier resistencia individual. Las resistencias más altas son más fáciles de manejar para la fuente y el amplificador, pero producen más ruido. Las resistencias más bajas son lo contrario.

(3). El amplificador rechaza las señales que son iguales en ambas entradas, por lo que si las resistencias equivalentes son diferentes entre las entradas, las señales que son iguales y deben rechazarse parecerán diferentes y serán aceptadas, mientras que pueden aparecer señales que son diferentes y deben rechazarse. lo mismo y ser aceptado. Hacer coincidir las resistencias entre los bucles de retroalimentación ayuda a aliviar esto.

Las resistencias combinadas discretas ayudan a aliviar esto. Las matrices de resistencias combinadas son aún mejores porque las resistencias se desvían con la temperatura y nada garantiza que las dos resistencias estén a la misma temperatura. Estar en el mismo paquete y fabricarse al mismo tiempo garantiza coeficientes de temperatura casi idénticos, así como un acoplamiento térmico ajustado para que las resistencias se mantengan lo más similares posible incluso cuando se desplazan.

[Resumen: utilizando los conceptos de ThermalShorts y ThermalOpens, con 0,1 vatios del opamp en una ubicación central, con un diseño perfectamente simétrico dentro de un espacio ThermalOpen en el cobre, el seguimiento de la temperatura debería ser de aproximadamente 2/8 grados centígrados (7/8 grado, si solo se usa UN plano de tierra)]

Hablemos de la gestión térmica, como la creación de thermal_shorts y thermal_opens, para dirigir los flujos de calor a lo largo de rutas que generarán los gradientes de temperatura más pequeños posibles.

El primer punto a aprender es la resistencia_térmica del espesor estándar (1,4 mils, 35 micras) de lámina de cobre de 1 onza/pie cuadrado: 70 grados centígrados por vatio, para el calor que fluye de borde a borde de un cuadrado de lámina. ¿Qué quiere decir esto?

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

¿Qué quiere decir esto? Si su amplificador tiene 0,1 vatios de calor, y ese calor sale del circuito integrado por un lado, a través de un trozo de papel de aluminio de 1 cm de ancho, entonces cada 1 cm x 1 cm provocará un aumento de temperatura adicional de 7 grados C. Y sus resistencias de conjunto de ganancia no necesitan gradientes de temperatura, o los valores de la resistencia no coincidirán y su CMMR se verá afectado.

¿Qué hacer? Construyamos ThermalShort (OK, casi un corto) y examinemos los patrones de flujo de calor.

A continuación, el ejemplo tiene la fuente de calor principal (el IC) en medio de OCHO cuadrados. A 0,1 vatios, los 7 grados centígrados se dividen por 8, con un error térmico máximo de 7/8 grados centígrados. Si usa TRES planos de TIERRA, conectados con VIAS cada 5 mm, su error térmico debería ser otro 3: 1 más pequeño, aproximadamente 2/8 grados centígrados.

Usemos una PCB de 4 capas y usemos 2 o 3 de las capas como TIERRA, con VIAS cada 5 mm (1/5 de pulgada) para que las 3 capas estén altamente conectadas térmicamente. Por cierto, las vías con aproximadamente la misma periferia que el grosor (en PCB de 1/16 de grosor, utilice un taladro de 1/(3*16) o 1/48" de diámetro), tendrán una proporción de 1:1 y también se verán como 70 grados centígrados por vatio de resistencia térmica.

¿OK y eso qué? Considera esto:

^{simular este circuito}

Observe la colocación totalmente SIMÉTRICA de las resistencias sensibles al calor; observe la ubicación central del generador de calor primario (el IC). Las resistencias también generarán calor, con el calor saliendo a través de las trazas de PCB WIDE y luego pasando a través de 1/32" de espesor (o 1/50", para 4 capas, FR-4.