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关于OPA1642的输出问题

Other Parts Discussed in Thread: OPA1642, TPA6120A2, LM324, DRV134

我在做一个差分和伪差分输出转换的电路,但是在伪差分的情况下遇到下面的问题,用理想运放仿真负端就不会出现类似方波的情况,但是用OPA1642就有这个问题,方波的峰峰值大概5V,请帮忙看看是否是前端电阻匹配的不合适,两个输入信号是相位相差180度,峰值为5V的正弦波,谢谢

  • SiYang,

    好像是下面的运放输出处VF1处的49.9欧姆电阻让下面的运放限流了。你把它去掉试试看。

    Regards

    Frank Pan

  • 去掉肯定没问题啊,那个就相当于是差分输出了嘛,这个是已经测试过,效果挺好的,但是现在我要切换成伪差分的情况,就是负端对地有个50欧姆的电阻,这是不是运放本身的问题啊?我用理想运放仿真负端有一个峰峰值400mV的正弦波,并没有失真,我想得到的就是一个类似的波形,是不是得更换运放啊,需要关注哪些参数?

  • 50欧姆的负载,OPA1642的限流是36/30mA。在输出电压幅度较大时就出现限流,导致电压上不去。

    理想运放的模型中没有限流, 不会反应出这个问题。

    在做成伪差分应用时,负输出端接地,接地点是在运放输出串联电阻的外部,对方(功放等)看到的是0电平而不是正弦波或削波的信号。

    如果要使波形漂亮不削顶,运放的输出电流要很大,会发很多热。即便这样,对方(功放等)看到的还是0电平而不是运放输出端的漂亮的信号。

     如果没有设计规格书强制要求(即使在短路情况下,运放还要输出不失真的波形),不妨直接让运放通过电阻对地短路。对地短路后,运放会多发些热,但由于有限流,运放不至于损坏。

     

    Regards

    Frank Pan

  • 附图,不一定准确。

    Best Regards

    Frank Pan

  • 谢谢您的回复,我也计算了确实是因为输出限流保护了,但是为什么会出现那么大的电压信号那?能不能让他的输出幅值小一些,不工作在限流的情况,输出峰峰值在400mV左右

  • 不是这样的,是输出的负端对地有个50的电阻

  • 当我把那两个2.1K的反馈电阻,换成2K的时候,波形基本符合我的要求,只不过整体向负端有个150mV的偏执,但是这样差分输出时会出现震荡

  • OPA1642的限流电流30mA/36mA, 电阻为50欧姆,可得削波电压为1.5V/1.8V。跟你的仿真结果较吻合。

    因为限幅电压由限流电流乘上电阻得到。要降低限幅电压,能做的只有选输出电流小的运放,或者降低对地的电阻的阻值。

    输出电流小的运放的性能一般也较差。

    产品规格书如果没有对该电阻做要求,可以降低该电阻的阻值。如果要峰值在200mV,电阻需要200mV/30mA=6.8欧姆。

    还有一种方法,你找一种大电流输出的运放,如TPA6120A2这种运放的输出电流可达700mA。用50欧姆的电阻,双15V的供电,不会因为限流而削波。或者用运放外加三极管扩流。 (做研究可以,做产品不建议这种方法)

    Best Regards

    Frank Pan

  • 这个功能应该是可以实现的,因为有实际的电路板实现这个功能,电路结构也应该差不了多少,就是这几个电阻怎么配合的问题

    我上面有说那两个2.1k的电阻换成2k的,伪差分模式是理想的,但是差分会出现震荡。我实际的电路也实现过差分和伪差分都可以情况,但是现在复现不出来了,当时选用的是2.4k和2.43k分别对应现在的2k和2.1k,当时选用的是1%的电阻,现在用的是0.1%的电阻

  • 而且仿真理想运放的时候负端输出电压也很小,峰值也就250mV,对应50欧姆的负载电流也就5mA,并不存在输出限流的问题,是不是其他别的参数影响到OPA1642,使其输出限流了,因为如果反馈电阻选择2K的时候他的峰值就很小了

  • Siyang,

    你两次仿真的输入信号的幅度一样吗?

    你可以逐点对比一下两种仿真时各个节点的波形,看哪里是一样的,哪里是不一样的。看放大倍数跟你的设计值是不是一样。

    仿真时可以增加方波信号仿真,看输入方波信号跃变时,输出是否有振铃。如果振铃很大,说明电路不稳定。

    Best Regards

    Frank Pan

     

  •  

    这是我用LM324仿真的结果。在下面的运放输出端接50欧姆的电阻,同样会造成削波。

    一旦削波,不论幅度多大,都会造成下面运放输出给上面运放输入的反馈量发生变化,从而引起失真。从上面的波形上也可以看出,一旦红色的波形削波,绿色的波形就会凭空多出一部分。

    看来,要解决这个问题,还需要增加运放的输出能力(如果不能增加运放到地的电阻)。运放的输出能力需要根据电阻,最大电压输出幅度进行计算。

  • 两次所有参数都一样,唯一不一样的是一次用2.1k,一次用2k。用2.1k的差分是对的,但伪差分有限流;用2k伪差分是可以的,但差分震荡。我头都大了,我在想有没有别的电阻的组合形式,能够同时满足差分和伪差分,输入输出比例不一定要1比1,接近就可以

  • 我之前仿真理想运放用的是multisim,正端幅值10V,负端幅值250mV,不过用TI的仿真软件就和你说的一样的不限流,正负端信号一样大,这是什么原因啊

  • 下图是类似电路的一些介绍:

     

    Best Regards

    Frank Pan

  • 应当是运放的模型问题。有些电路的建模不够全面。

    不过,这种现象跟运放的具体型号无关。你可用别的模型比较精确的运放进行仿真。比如LM324等经典运放。

    DRV134的功能跟你的电路功能很类似,不过是单端输入。你可参考一下DRV134的datasheet上的内部框图。

    Best Regards

    Frank Pan

  • 那如果那两个2.1K的电阻换成2k的,伪差分是可以满足了,能不能调节别的电阻,使得差分输出也不震荡,因为这个功能是可以实现的,有没有别的运放在同是2K电阻的情况下不震荡的情况?

  • 我需要的就是这个文档说明的,有没有更详细的说明,谢谢了

  • 下面的链接有一些描述和电路图。可惜的是我的电脑打不开里面的那两幅原理图。看你能不能打开。

    http://www.diyaudio.com/forums/parts/48590-balanced-quasi-floating-output.html

     

  • 参考一下DRV134的电路,正反馈和负反馈的选择点不同的。负反馈选自运放输出端,正反馈选自50欧姆电阻后。这样的选择可以保证负反馈量稍稍大于正反馈的量,从而整个电路稳定。你可参考一下。

    据你说,全部用2K电阻时“伪差分”可以正常工作,你可再复制一下。看静态工作点是不是稳定。

    Regards

    Frank Pan

  • 那个图我也找到了,但是打不开,我在网上找了一些关于伪差分输输出的资料,里面有说全用一样的电阻,冷端不能悬空,特别容易震荡,这和我遇到的问题一样,接一个50欧姆的负载就好了,但是也有资料说可以悬空,但是没有具体的电路参数,这个是不是和运放的选择有关系

  • 跟运放的具体型号没有关系。

    这个电路夹杂正反馈和负反馈。一旦正反馈站上风,就震荡了。

  • 谢谢您的耐心解答,我的问题解决了,多谢!

  • 这是我仿真的电路:

    A和B是差分输出,正常连接时,接后级功放的差分输入端。

    如果后级功放是单端输入,A点会接到信号,B点会被连接到地。这种电路的优点是,当B点被接到地时,A点的幅度会自动翻倍,从而整体音量不受影响。如下图,正常连接时,输出的红蓝实线的波形。当B点被短到地后,红色线幅度会翻倍(幅度大的点状线)。从而使输出幅度不变。这是这种电路比较突出的优点。

    注意:当B点短路后,下面的运放有可能会限流,但因反馈点现在是B点/地,对输出性能不产生影响。

    在你的电路上,你的50欧姆电阻对地短路,同时信号从运放输出端输出,会造成后面的电路(功放)看到的信号是失真的信号,可以确认一下是不是一定这样设计。

    Best Regards

    Frank Pan