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请教各位专家:关于OPA380的使用问题

Other Parts Discussed in Thread: OPA380, LMH32401, OPA857

上图是目前在使用的电路,但是效果不好。左下角是输入,来自光电传感器的 6nA 50kHz 信号。右边是输出,希望能达到3.5v以上,被5v系统的单片机识别。

想专家请教的问题:

1-这个电路采用+端输入,原因是光电传感器是多片传感器共地接法,正端输出。这样的放大器接法是否有问题?

2-只需要单片机能检测到传感器是否有输出,放大器可以工作在非线性区,这个电路的是否需要加大放大倍数?仅仅增大R2是否可行?

3-这个电路是否会有自激振荡的可能?因为输入是由多路模拟开关来选择不同传感器的,当多路模拟开关切断信号后,感觉放大电路还会有短时间的脉冲输出。因此增加了C1的值到2pF,是否有效?

烦劳专家赐教,感谢。

  • 您好,
    感谢您对TI产品的关注!问题中图片没有显示,请使用回复对话框右下角“使用高级编辑器编辑文本”上传图片
  • 图片发不上去,总是这样的提示:

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    Amy Luo 说:
    您好,
    感谢您对TI产品的关注!问题中图片没有显示,请使用回复对话框右下角“使用高级编辑器编辑文本”上传图片

  • 感谢回复,经过几番波折,终于上传了电路图,应该可以看到了吧。
    还请赐教,感谢。
  • 按图上参数计算,输出也才60多毫伏啊
  • 谢谢回复,请问:1-如果是60多毫伏,能被5v系统的单片机识别吗? 2-在输入端有一个1M的分压放大的电阻,这样的接法是否有效?
    感谢指教。
  • 你的PD是这样接的吗?

  • 感谢回复。不是这样接法。使用的是一组多个感光器封装在一起的器件,多个传感器共阴极。接法是共阴极直接接地,各个正极经过多路模拟开关后直接接入上述放大电路的左下角。传感器的说明书介绍这个传感器输出6nA。这种接法是否有问题?
    期待进一步赐教,十分感谢。
  • 您现在是通过电阻R4将输入电流转换为电压,然后经OPA380倍数放大。对于这么小的信号,建议您用TIA (transimpedance amplifier) 电路进行I/V的转换,后级还可以再接一级增益放大,下面链接是跨阻放大电路的参考设计:
    www.ti.com/.../sboa268a.pdf
    www.ti.com/.../tidu535.pdf
  • 感谢您的指导。我会认真学习您提供的资料,在下一版的电路升级设计中改进。
    我的电路不是规范的跨阻放大器的接法,好在还能工作,输出信号单片机也能识别,只是效果不好需要改进。所以提出上述几个问题,恳请您给予指导。基于这个不规范的电路,可能您不能给出严谨的指导意见,抱歉的同时还是想请您勉为其难。即便是不那么严谨的指导,但在目前阶段也会给我极大的帮助,对产品进程具有现实的积极作用,所以非常盼望您对上述三个问题分别给出指导。
  • 1、对于放大电路,同向放大和反向放大都有优缺点,同向放大输入阻抗大,但有输入共模电压,不能抑制共模干扰;反向放大可以只有差模信号,但是输入阻抗小,对信号输入源的内阻有要求
    2、您的单片机对这个信号是怎样检测的,如果是只判断高低电平,那么需要满足单片机可以识别的高电平电压范围,如果是单片机进行AD采集,那就看单片机可以识别的最小单位是多少就可以了
    因为您输入的信号是电流信号,经R4转换为电压,转换的电压值取决于R4的值,然后经R2/R1比例放大,放大倍数取决于R2/R1的比值
    3、电路会不会震荡不仅与电路设计有关,与PCB布局也有关,建议用TINA仿真验证
    放大电路有短时间的脉冲输出,有可能是多路模拟开关的控制信号影响产生的,在多路模拟开关进行切换时,您有测量放大电路输入端3脚的信号波形吗, 看是否也存在这个短时间的脉冲?
  • 非常感谢您的指导。我已仔细阅读并在实际电路中验证了部分现象。

    还有问题想请教:输入端的R3(0Ω)和R4(1MΩ)的阻值是否影响很大?我短路了R3,去除R4,输出变化不明显。不像R1和R2的比例变化对输出影响明显。是否需要大幅加大R4的阻值,比如10MΩ,输出才有明显变化?

    十分感谢,并祝您新年愉快。

  • 您的电路是同向放大,因此输入阻抗很大,串接的R3影响很小
    R4是将输入的电流信号根据欧姆定律转换为电压信号,您可以实测流经R4的电流和R4上的电压,看流经的电流是否符合预期值?
    R4太大了容易拾取干扰,不易太大
  • 感谢Amy Luo的指导,问题基本解决,特回来表示感谢。
    目前采用两级放大,均是正向端输入,只保留RL和Rf,输出能达到单片机识别的幅度。
    想进一步扩大对输入信号的响应范围,考虑用可编程运放,请推荐参数与OPA380接近的可编程运放的型号,十分感谢。或者请介绍方法,怎么找到这种器件的型号,谢谢。
  • 别客气
    您是想用可编程增益放大器采集光电传感器的信号,还是做后级增益放大?
    OPA380是互阻抗放大器,如果您要选可编程增益的互阻抗放大器,您可以看下
    LMH32401 500MHz 可编程增益、差分输出跨阻放大器, LMH32401 配置 2kΩ 或 20kΩ增益。
    OPA857 可选反馈电阻互阻抗放大器,是通过 CTRL管脚控制的,也是2个增益5 kΩ或20 kΩ
    如果选择可编程增益放大器,可从下面链接筛选:
    www.ti.com.cn/.../products.html