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[参考译文] INA2128:请求了解截止频率和每级的影响

Guru**** 2386600 points
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1488175/ina2128-request-to-find-out-the-cutoff-frequency-and-impact-of-each-stage

器件型号:INA2128

工具与软件:

您好!

连接的电路输入为+-3V 双极差分信号。 TP42的输出缩小至最大5V。

从随附的图片上可以看出这个电路的截止频率 是100Hz、但是我完全不懂。 请告诉我以下几点:

1) 1)该电路的总截止频率是多少、所有元件对此有哪些影响? 请同时分享计算结果

2) 2) C62 (22pF)电容器在电路中有什么作用?

3) 3)为什么输入端采用100K 欧姆(R143)

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    您好 Mahima:

    您能否提供生成+/-3V 双极信号的内容? 目前、对于输入滤波器、截止频率为1kHz、如果生成您的信号的因素提供了一些额外的串联阻抗、那么这可能会发生变化。

    我已在 PSpice for TI 中创建上述电路、将理想放大器代入 LT 器件、因为这将在 PSpice for TI 中触发限制。

    截止频率将为1kHz、由输入差动滤波器决定。 R126/C61滤波器的作用是建立 RC 截止频率、从而确定差分信号何时成为共模信号。 高于1/(2*PI*R126*C61)的频率将被视为仪表放大器输入端的共同频率、因此将被 INA 的 CMRR 抑制。

    R143会产生差分分分压器、并会按比例降低输入电压。 您的增益为-7.6094dB、必须通过叠加计算得出。 您可以将其视为正负差分电压之和、穿过如下图所示的分压器。

    计算从每个输入到 Vin+的传递函数时、给出了以下公式。

    170.06k/240.12k - 70.06/240.12k = 0.416458V/V =-7.6094dB。

    总结:

    1. 总体-3dB 截止频率将~1kHz、由输入滤波器的3dB 截止频率定义。 F=1/(2*PI*R126*C61)
    2. C62允许放置大反馈电阻器、而不会出现稳定性问题。 从功能上讲、这是一个低通滤波器、并将限制 LT 器件的带宽。 这是为了保持稳定性而特意完成的。
    3. 输入端的100k Ω 电阻器有助于建立输入分压器(上面的公式)

    此致!
    Gerasimos

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    尊敬的 Gerasimos:

    非常感谢您的答复!

    我对输入信号没有太多细节。 我所知道的是它是一个 加速计、它是一个压电式振动换能器。

    此致、
    Mahima  

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    尊敬的 Gerasimos:

    您能否提供有关 C62电容器及其对电路影响的更多详细信息? " C62允许放置大反馈电阻器、而不会出现稳定性问题"这一表述  、您能否详细解释一下稳定性以及如何验证电路是否稳定。 最后、您能否解释一下该电容器如何限制 LT 器件的带宽?

    此致、

    Mahima  

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    尊敬的 Gerasimos:

    加上我前面的问题,为什么你没有考虑 R150,因为差分滤波器的截止频率是 F = 1/(2*pi()*2R*C)计算截止频率。 请对此进行澄清

    此致、
    Mahima  

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    您好 Mahima:

    Unknown 说:
    您能否提供有关 C62电容器及其对电路影响的更多详细信息? [报价]

    当然可以! 反馈电阻器通过与放大器的输入电容相互作用、将在放大器的反馈中创建一个极点。 从数据表中可以看出、输入电容为4.2pF。 如果没有 C62、则反馈电阻器将在1/(2 ×π×R127*Cin)处生成一个极点、即114,138kHz。 如果在器件的 GBW 之前发生该极点、则会有问题。 由于该器件配置的噪声增益为2、因此有效带宽为10MHz。 这意味着如果没有补偿、这将是不稳定的。 反馈电容器的经验法则是、其大小至少与 Cin (4.2pF)一样大、更大越好。 这会限制带宽、因为这会创建一个有源低通滤波器。 更多有关有源低通滤波器的信息、请参阅以下示例电路。 https://www.ti.com/tool/CIRCUIT060057

    在我前面的问题中,为什么您没有考虑 R150来计算截止频率,因为差分滤波器的截止频率是 F = 1/(2*PI()*2R*C)。 请对此进行澄清

    由于两个输入是对称的、为了简化起见、我仅查看正输入。 将根据 R150和 C61、在上出现与负输入的 R126/C61滤波器等效的滤波器频率。

    此致!
    Gerasimos

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    尊敬的 Gerasimos:

    开奖记录

    非常感谢您的支持、它非常有用。

    您可以提供或建议任何有关滤波器设计极点和稳定性的研究材料吗?

    此致、

    Mahima  

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    您好 Mahima:

    这里是有关运算放大器的 TI 高精度实验室系列、其中介绍了运算放大器的稳定性、但不会特别繁重的数学运算。 https://www.ti.com/video/series/precision-labs/ti-precision-labs-op-amps.html

    下面是对电压反馈运算放大器稳定性进行的更长、更大量的数学分析: https://www.ti.com/lit/an/sloa020a/sloa020a.pdf?ts = 1742398657494&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

    下面是我编写的运算放大器稳定性概述、其中提供了稳定性的全面介绍并解决了相位裕度设计需要的程度: https://www.ti.com/lit/an/slyt858/slyt858.pdf

    此致!
    Gerasimos

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    尊敬的 Gerasimos:

    开奖记录

    非常感谢您的支持。 这可以解决我的问题。

    此致、

    Mahima D