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ths4021浮动电源

Ming Yang
Intellectual 315 points
Other Parts Discussed in Thread: THS4021, THS3001, TINA-TI

我现在在调试THS4021，出现了一个问题，暂时找不到解决办法。我用该芯片接了一个浮动电源的电路（电路原理图如下 ），让它放大两倍。问题是，当我频率上到1M以上之后，输入会衰减的很厉害，当然输出会跟着衰减，但他们两者的倍数关系还是不变的。那么，是什么原因造成了输入的大幅度衰减？照理来说，ths4021的频带应该很宽才对啊？为什么输入会同时给衰减了呢？

       图片说明：反馈电阻1K，浮动电源的扩压管使用3904和3906对管，正负18V供电。

  • 0
    TI__Intellectual 1960 points

    你好,

    请问你输入的信号有多大? 我根据你的电路画了一个,仿出来的结果和你不同啊. 如下:

    1M的输入输出和10M的输入输出的区别:

    输入幅度不变,但是输出的幅度稍有差别,主要是10M上叠加了很多其他的频率分量.

    请问你有作实际电路测试吗? 谢谢!

     

  • 0 回复 Vera Mao
    Intellectual 315 points

    您好，

    我上面所说的都是我实际电路实测的结果。

    目前那个大幅度衰减的问题，我觉得是因为表笔的寄生电感所致，所以我在输入级重新接上了射频头同轴电缆，衰减现象有很大改善，但是上升到10M还是会有一定的衰减，但是按照ths4021的频带，到10M应该很平坦才对？

    对于那个波形上叠加了很多其他的频率分量！！这个我深有同感啊！！这是一个困扰了我很久的问题！请问，原因会是什么？有什么有效地解决办法呢？！！

    期待您的回复。谢谢！！

  • 0 回复 Ming Yang
    TI__Intellectual 1960 points

    您好!

    产生该现象的原因是由于相位余量不足产生的震荡.

    THS4021的最小稳定增益是10(-9), 你这个电路的增益仅为2, 所以请增加增益, 或采用额外的补偿, 比如lead-lag结构.  如下: 或者另外选择单位增益稳定的器件.

    请问你这种架构是用来驱动功放的ET电源吗?谢谢!

  • 0 回复 Vera Mao
    Intellectual 315 points

    您好！

    非常感谢您的回答！我试着增加增益试一下。至于第二个方法，我没有这方面的知识，Rc，C，Rp的值不知道怎么取？网上也比价难找到lead-lag结构相关资料，有望指教。

    是的，我是希望能通过THS4021作为前级推动后级功放。我的后级功放采用中功率管2SD669及其对管组成甲乙类推挽输出，但是频带不够。我希望能够达到10M通带，以及10V有效值输出驱动50ohm负载。但是在10M的时候，信号有点失真，衰减了近一半。现在还在寻找和尝试解决办法。

    再次感谢您的解答！

  • 0 回复 Ming Yang
    TI__Intellectual 1960 points

    你好, 关于lead lag电路, 计算稍微有点复杂, 其实有个更简单的补偿电路版本可以适用于你的应用,如下:

    其计算如下:  4021的最小稳定增益是10, 你需要让噪声增益至少达到20dB,  这样, 其与开环增益曲线相交处的相位余量才能达到45度以上. 具体的噪声增益计算如下.

     

    所以在你的应用中, 噪声增益还缺8, 可以把Rc配成125Ohm, 得到的频响如下: 平坦范围超出10M, 你可以实测下看看是否如此. 谢谢! 

     

    另外请教下,你用该电路是用来驱动功放,而不是驱动功放电源? 谢谢!

  • 0 回复 Vera Mao
    Intellectual 315 points

    您好！

    请问您是如何接上这个125ohm电阻的？我的应用当中，正输入端输入，如果按您所说，就是在两个输入端之间接上125ohm电阻？保持原来的2倍增益？但是，我试着这样接在Tina里面仿真了一下，相频特性得到改善，但是好像速率跟不上，输出成了三角波？

    实测电路我在今明两天内做出来，再测试一下。谢谢。

    是的，我在它的后级接的是功放电路。因为THS4021只能正负15V供电，所以，我应用了浮动电源结构，正负18V供电，提高输出，然后接上后级的功放.具体电路如下所示：

     
    后级接成甲乙类推挽。希望能达到的指标如下：
    10V有效值输出；
    10M带宽；
    驱动50ohm电阻；
    现在按照我上面的电路图实测出来，10V有效值驱动50ohm负载基本实现，但是频带不够宽，请问我的电路图有什么可以改进的？是否可指指点一下？
  • 0 回复 Ming Yang
    Intellectual 315 points

    您好！

    似乎看不到电路图，我再发一次。对管使用2sd669，2sb649。

    Thankyou very much！

  • 0 回复 Ming Yang
    TI__Intellectual 1960 points

    请问你的10V有效值是指峰峰值还是均值?

    我仿了一下,在高频和大信号输入的情况下, 确实有三角波出现. 但是输出的范围并没有超出指标书的规定. 不能完全排除是模型的问题.

    按照你的要求,采用THS3001也许能得到更好的效果. 至少从仿真上看效果比THS4021好. 另外它的供电范围也比4021大+/-1V.

  • 0 回复 Ming Yang
    TI__Intellectual 1960 points

    请问你的10V有效值是指峰峰值还是均值?

    我仿了一下,在高频和大信号输入的情况下, 确实有三角波出现. 但是输出的范围并没有超出指标书的规定. 不能完全排除是模型的问题.

    按照你的要求,采用THS3001也许能得到更好的效果. 至少从仿真上看效果比THS4021好. 另外它的供电范围也比4021大+/-1V.

  • 0 回复 Vera Mao
    Intellectual 315 points

    你好，这里的10V有效值指的是峰峰值达到2*10*1.414，也就是28.28V峰峰值。

    我尝试过用THS3001来做，只是作为浮动管的2N3904和2N3906很容易会被击穿....我做了两次板，接正端的2N3904很容易就被击穿了，所以，暂时搁置。请问，击穿的原因是否有想法呢？浮动电路和THS4021的一样。

    我还想追问一下，那个补偿电路是否还管用？是如何接上这个125ohm电阻的？我的应用当中，正输入端输入，如果按您所说，就是在两个输入端之间接上125ohm电阻？保持原来的2倍增益还是改为10倍增益之后再添加这个电阻？

    谢谢！

  • 0 回复 Ming Yang
    TI__Intellectual 1960 points

    你好, 按照你的电路配置, 4021的电源轨才29V左右, 需要刨掉接近5V(每轨2.5V)的余量, 所以如果输出28V的信号会产生削峰.

    关于125Ohm, 其接法是直接接在正负输入的两端. 其意义就是在于保留2倍增益的情况下可以进行补偿. 所以不需要改动原来的增益.

    另外3001击穿浮动管的原因, 我不能太确定, 但是有个可能的原因是:3001是电流反馈型的运放, 对反馈电路更加敏感, 你当时是否有观察到震荡?谢谢!

  • 0 回复 Ming Yang
    TI__Intellectual 1960 points

    你好, 按照你的电路配置, 4021的电源轨才29V左右, 需要刨掉接近5V(每轨2.5V)的余量, 所以如果输出28V的信号会产生削峰.

    关于125Ohm, 其接法是直接接在正负输入的两端. 其意义就是在于保留2倍增益的情况下可以进行补偿. 所以不需要改动原来的增益.

    另外3001击穿浮动管的原因, 我不能太确定, 但是有个可能的原因是:3001是电流反馈型的运放, 对反馈电路更加敏感, 你当时是否有观察到震荡?谢谢!

  • 0 回复 Vera Mao
    Intellectual 315 points

    您好！

    实测电路的时候，波形刚开始还是挺不错的，但是随着输入幅值的增大，正向的波形会出现了失真。我记不太清楚有没震荡了，那请问，如果是震荡了，是什么原因呢？

    对于上面那个功放电路，请问有什么需要改良的地方？

    谢谢！！

  • 0 回复 Ming Yang
    TI__Intellectual 1960 points

    震荡的话可能由于反馈通道的寄生电容引起.

    但是如果刚开始的小信号输入的波形不错的话, 可能不是震荡.

    关于你的应用, 如果用4021的话, 请帮忙加入接+/-端的电阻, 并减小输入信号来满足器件输出的要求. 谢谢!

  • 0 回复 Ming Yang
    TI__Intellectual 1960 points

    震荡的话可能由于反馈通道的寄生电容引起.

    但是如果刚开始的小信号输入的波形不错的话, 可能不是震荡.

    关于你的应用, 如果用4021的话, 请帮忙加入接+/-端的电阻, 并减小输入信号来满足器件输出的要求. 谢谢!

  • 0 回复 Vera Mao
    Intellectual 315 points

    谢谢！

    我试着把增益稍微加大，然后添加125ohm电阻来改善一下。

    感谢一直以来的帮助！！

  • 0 回复 Ming Yang
    Prodigy 20 points

    路过，学习一下！

  • 0 回复 Vera Mao
    Intellectual 482 points

    你好，咨询你一个问题。如上图所示，MIC_2N和MIC_2P为具有直流偏置的差分信号，上图功能是实现MIC_2N和MIC_2P偏置电压的检测。按道理说输出电压Vo会跟随MIC_2N和MIC_2P的偏置电压，但实测输出不受输入的控制，很明显是运放自激了。如何对其进行相位补偿？保持运放工作的稳定性。

  • 0 回复 Vera Mao
    Prodigy 110 points

    请问这个是用TI的仿真工具仿的吗？谢谢

  • 0 回复 Vera Mao
    Prodigy 110 points

    请问这个是用TI的仿真工具仿的吗？谢谢

  • 0 回复 Dseeker
    TI__Guru**** 295050 points

    你是指的上页中的增益和相位的仿真吗？那个是用TINA进行仿真的，TINA下载链接：

    http://www.ti.com/tool/tina-ti

  • 0 回复 Vera Mao
    Intellectual 325 points

    您好，请问您在ET电源方面有研究吗？我刚接触ET电源，希望能跟您学习讨论。

    期待您的回复，谢谢！

  • 0 回复 shuai liu2
    TI__Intellectual 1960 points

     您好，TI有一条电源产品线从事ET电源研究。您可以在这个论坛里提问，谢谢！

    http://www.deyisupport.com/question_answer/analog/power_management/f/24.aspx

  • 0 回复 Vera Mao
    Intellectual 325 points

    谢谢您的帮助！