TSC20 Series 产品主要就是一颗运放。因为拥有不同的带宽和增益,从而又分为TSC2010,TSC2011,TSC2012 三款产品;
与普通的运放一样,它也拥有高输入阻抗,低输出阻抗,负反馈回路等。但TSC Series最大的特点:输入共模电压(-20V至70V)能超过Vcc(电压范围2.7 V至5.5 V)。就输入共模电压及单双 向的设置在此作简单讨论:
- 输入共模电压:
a. Vcc<Vicm<70 V
在这种情况下,TSC Series 将采用双模供电的方式。VCC 主要供电于IC内部三级管工作单元;共模感应电阻采样产生电流,供电于运放反馈线路及输入端。如图1所示:
在图2中,我们很容易发现供电的电流随着Vicm电压的增加而增加。斜坡表示内部共模电阻(输入阻抗)。电流的大部分由In+/In-管脚吸收。正如我们所说可以在图2的libp曲线上看到,Vicm为70V时,电流约为450µA。其中部分通过Vicm端R4+R1流入输出端,另一部分大约250µA为电路的输入级供电。这是由于TSC2011H的结构,输入级串联EMI FILTER。所以需要测量的电流必须大于输入偏置电流。
现在的在测量小电流的情况下,必须考虑Iibn电流。
b. Gnd<Vicm<Vcc
这种方式,TSC2011H仅由电源Vcc供电,lib电流非常接近0µA且对电流测量没有任何影响。
c. -20V<Vicm<Gnd
在该特定范围内,也是采用双模供电。VCC+In输入供电模式。参见图3。
正如我们在图2的libp曲线上看到的那样,大部分电流仍然是由引脚In+引起的。电流约为-300µA,其中一部分来自Vicm/(R4+R1)线路;另一部分为约为250µA来自共模导轨的电流也是由输入In+产生的。
- 输出共模范围
TSC20 series输出共模电压可通过施加在VREF1和VREF1上的电压进行设置;也可以通过这2个PIN 脚来设置为双向或单向操作。同时这2个PIN输入电压不能超过VCC范围。
当输出电压由外部电源供电时,为了得到准确输出电压测量精度,建议提高Vout与Vref电压的差值。它提供更好的共模抑制比,更好的抗噪性和更准确的Vout电压。也可以添加最小1nC电容,以便更好过滤输出端干扰,更好的连接ADC上。
按照节点运算法则,Vref1/Vref2外接电压后, Vref1/2 PIN脚上灌拉电流也可以按照下列公式:即Iref=(Vicm-Vref)/(5Kom+275Kom+25Kom)来计算;
- 单向/双向操作设置
a. 单向设置
单向操作模式允许设备在一个单元中测量通过分流电阻器的电流方向固定。输出参考可以是Gnd或Vcc.并且可以使用VREF1和VREF2引脚进行设置
- 地面参考
在这种配置中,VREF1引脚和VREF2引脚并连一起接地。当没有电流流过Rshunt电阻时,输出电压会自动设置为GND。这个配置允许在单向模式下进行满标度输出。它允许按照图5所示测量电流。
- 参考Vcc
在此配置中,VREF1引脚和VREF2引脚一起连接到Vcc电源。当没有电流流过RSC时,共模输出电压自动设置为Vcc,电压反向允许单向模式下的满标度输出。
b. 双向运行
双向操作模式允许设备在两个方向上测量通过分流电阻器的电流。输出参考可以设置在电源范围内的任何位置。如果输出共模电压参考基准为Vcc/2,满标度电流测量范围在两个方向上相等。如图7所示(分供连接),将一个VREF引脚连接至Vcc,将另一个VREF引脚连接至Gnd。这种配置的最大优点是:可以在双向模式下,使用输出共模电压设置在刻度中间,精度为0.1%,无需添加任何外部电压组件或电源。
这也可以通过将两个VREF引脚连接至Vcc/2电压,如图8所示。在这种配置中,VREF1引脚和VREF2引脚一起连接到参考电压。输出当没有电流流过时,共模电压会自动设置为该参考电压值。此配置根据应用程序的需要调整输出偏移量。用于校准的DAC也可以使用模拟链的长度。
如果电流测量值不正确或上下两个方向不对等,用户可以在非对称配置通过外接电阻或调整Vref满足用户的需求。
以上是TSC20 Series 产品基本硬件设置。供各位参考!
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