Other Parts Discussed in Thread: OPA548, OPA593, OPA541, INA240, OPA551, ALM2403-Q1, OPA2991, ISOW7741
工具与软件：
您好！
我将在改进的 Howland 泵中使用 OPA541来驱动线圈。 线圈参数为 R = 0.68、L = 16uH。
当 Vin 的频率高于1kHz 时、我看到输出失真。 电路和波形如下所示。
当我向 Vin 添加直流失调电压时、失真消失、但输出不再以0为中心。 我是使用正确的方法来摆脱失真还是有另一种推荐的技术。
尊敬的 Jacob：
感谢您的答复。 我探测了 IN+和 IN-并附上了下面的屏幕截图。 我还在下面附上了 Tina 文件。 我注意到、为了消除失真、给定的直流偏移值与昨天的值不同。
而没有直流失调电压
偏移的脉冲。
尊敬的 Jacob：
仿真支持 VS1和 VS4。 我尝试过的电路中没有缓冲器、电阻负载为4欧姆。 我还尝试使用减电阻 R5作为负载、如下图所示。
对于电阻负载、失真虽然不那么显著、但仍然存在。 这可能是由布局造成的吗？
尊敬的 Jacob：
是的、添加共模电压后问题似乎消失了。 有一点我忘记要提到、在添加该直流偏置时、电源电流在 Vs+和 Vs-之间不再是对称的。 对于800mV 的输入信号、Vs+约为1A、而 Vs-约为11mA。
以下是不同负载(4欧姆和10欧姆)时的波形
Vin - 200mV、f - 10kHz、R_L = 4欧姆
Vin - 200mV、f - 10 kHz、R_L = 10欧姆
我观察到的是失真随频率和负载的增加而增加。
您的 PCB 堆叠正是我通常建议的堆叠。 那么问题不是去耦电容器。
INA240与 Howland 电流泵位于同一 PCB 上、对吗？ 然后、您将 SMA 电缆连接到您需要用于电流强制的任何负载。 您之前进行的电阻测试是在电阻负载之前是否有同轴电缆？
我已经通过更多的想法,我可以做一些更明确的声明:
OPA541的唯一一个区别是 OPA551正反馈。
这实际上非常有趣、因为这表明 OPA541实际上是按照 OPA551的说明执行的操作。
重要的问题是关于如何以及为什么这条鞭形成。 是由 OPA541还是 OPA551创建的。
我不知道共模会如何真正改变这一点、因为 OPA 应该不会真正关心共模电压的设置位置。
我进行了粗略的测试、这可能有助于我们了解负载是否会导致 OPA541产生抖动、或者 OPA551的正反馈是否会引入失真。
如果移除 R6、现在将从 Howland 电流泵断开正反馈。
这会将电路变为电压控制电压源、该电压源具有串联输出电阻器(强制电流通过线圈)
也许这可以是一种简单的方法来测试究竟是什么可能导致这种痉挛。
请告诉我您的看法。
谢谢！
Jacob
尊敬的 Jacob：
我在移除 R6的情况下运行了测试。
失真仍然存在、但处于较低水平。
与前一种情况一样、失真在共模电压下会消失。
我在仅 R5用作负载(即电阻负载)的情况下进行了检查、但失真仍然存在。 因此、这使我相信 OPA541是导致失真的原因。
我还通过将反馈电容 C4增大至22pF 进行检查、发现失真仍然存在。
仅为验证起见、我将 OPA551焊接在裸板上、运行正常。 不存在失真。
已在将 OPA541配置为电压跟随器的情况下运行另一个测试、如下所示。
但仍然会发生失真。
这在较低频率下不明显。
此致、
Gautam Modumudi。
尊敬的 Jacob：
感谢您到目前为止的帮助。
我正在读有关 OPA541失真的另一个线程、并看到了一种将运算放大器偏置到 A 类的方法、其中功率电阻器位于 Vout 和 Vs-之间。
输入电压高达600mV 时、输出波形没有任何失真。 我使用一个33欧姆功率电阻器、消耗0.7A 的电流。 这可能是一种以牺牲效率为代价来解决该问题的方法。
如果您已经拥有复合放大器设置电路、您是否能够使用将 Vout 连接到 Vs-的电阻器对其进行测试。
我的项目进度大约是在4月中旬。
此致、
Gautam Modumudi。
尊敬的 Gautam：
感谢您使用33欧姆电阻获得数据。
是的、如果可以容忍额外的功耗、则我们可以使用从 OUT 到 V-的电阻器强制输出进入 A 类运行。
有趣的是、OPA548模型与我在基准测试中看到的输出失真相匹配：
在没有 V-电阻器的情况下进行仿真：
使用10欧姆 V-电阻器进行仿真：
e2e.ti.com/.../OPA548_5F00_v1.TSC
基准测试+-1.1A 负载、无 VEE 电阻器。
使用10 Ω VEE 电阻器的基准测试+-1.1A 负载。
这些测量是在没有复合放大器结构的情况下完成的、但接下来我将进行测试。
我还在摆弄该模型、以便更好地了解处于压控电压模式的复合放大器与处于压控电流模式的 Howland 泵相比如何。
只要我们对额外的功耗感到满意、这看起来是一个可行的选项。
此致！
Jacob
嗨、Gautam、
很高兴听到电源不是问题。
是的、令人遗憾的是、OPA541没有对此行为建模。
根据我的理解、您最初的测量结果显示了该器件如何仍然能够驱动较小的负输出电流、而不会出现输出交叉失真：
假设确实如此、我认为连接到 VEE 的5-6欧姆电阻器应提供足够的电流、强制 OPA541即使在负载电流为3A 时也能实现专用的 A 类运行。
在我的仿真中、这似乎不符合这样一个事实、即该模型仅为我提供8A 电流限制而不是10A 限制。
您是否恰好有任何较低值的功率电阻器/并联更多33欧姆电阻器的能力？ 我想您至少可以在不旋转电路板的情况下确认此操作。
此致！
Jacob
尊敬的 Gautam：
谢谢,这是一个很好的拿起一个快速的假期!
酒店的设计看起来很好。
ECX10x20 FET 似乎非常适合满足所需的电流驱动。
同样值得注意的是、晶体管网络中也有一条低电流路径、这应该有助于减少交叉失真。
D1和 D2 二极管为输出级提供了很好的保护功能。 Z1和 Z2也非常值得观看。
我在为 ALM2403-Q1提供建议时确实犯了一点小错误。 虽然该器件的失真非常低、但它只是一个24V 电源器件。 我没有考虑到驱动外部晶体管电路的如此大的 Vout 波形、因此需要使用更高电压的器件。
如果您可以使用+-20V 或+-18V 电源轨、那么 OPA2991之类的电源轨也非常适合您。
如果您需要使用+-27V 或+-24V 电源轨、则2x OPA593等器件可能适合您。 ISOW7741是另一个不错的选择、但此器件在几个月内不会上市。
除了 OPA 的变化、其他一切对我来说都很好。
我使用 OPA2991对您的电路的交流响应进行了仿真、您非常稳定、相位裕度约为78度：
请告诉我您为选择 OPA 做了哪些决定。
谢谢！
Jacob
