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[参考译文] THS4541:使用0.5x 增益、输入为低电平、但反馈和输出端测得的噪声最多高出20倍

Guru**** 2441890 points
Other Parts Discussed in Thread: THS4541

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/1489037/ths4541-using-0-5x-gain-the-input-is-low-but-up-to-20-times-more-noise-is-measured-on-both-the-feedback-and-output-ends

器件型号:THS4541

工具与软件:

1.静态测试如图1所示、使用0.5倍增益、3V 电源、负相端输入噪声为200mV、有3uV 波动直流电压、正相端输入电压为1V LDO 电压(滤波噪声)、输出端电压差约为100mV、但输出正负单端电压的噪声高达100~200uV 噪声 反馈端与数据表宣称的低噪声完全不同、是因为直流电压不符合您的低噪声应用? 那么、如何计算静态信号的噪声、或者如何优化图中的参数以降低噪声? 在最好的情况下、它可以减少多大的幅度?
2.动态测试如图2所示、如果使用150kHz (>100kHz)的正弦输入信号、该信号符合数据表中提到的输入电压噪声:2.2nV/√Hz (f>100kHz)、我的 ADC 采样率为1.5M、并且我仍然使用0.5倍的增益、那么如何计算 THS4541的信号噪声输出? 请假设输入源的内置噪声为1、这样我就可以合理地计算出使用 THS4541增加的噪声、这样我就可以了解实际的输出信号噪声
Datasheet:



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    您好、Ting、

    我今天/明天出差、所以我可以考虑为您的分析提供支持、并在本周晚些时候提供反馈。

    在此期间、您可以查看此文档" 分析高速放大器中的噪声:高速运算放大器的噪声分析"

    此致!

    ALEC

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    okk、我将等您回来一起讨论这些问题、顺便说一下、无论是图1还是图2、我都删除了负载电阻器 R160、否则我将无法在输出端接收正确的信号、而本数据表反复提到的500欧姆负载似乎限制了使用

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    您好?

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    您好、Ting、

    首先、我可以回答您关于 THS4541贝塞耳滤波器的问题:

    其次、2.2nV/sqrt (Hz)噪声规格是以输入为基准的噪声。  该噪声值受系统的噪声增益以及输入参考电流噪声和电压噪声的影响。  较大的电阻值也会产生自己的奈奎斯特热噪声。  您以红色突出显示的公式和随附的噪声分析文件确实正确地描述了计算输出噪声的过程。

    我可以提供一个示例计算、但使用已知的 e_ni 和 i_n 值获取测量的输出噪声并反向工作可能更有用

    如果我们假设 FDA 运行正常、并且数据表噪声值对于此测量是正确的、则不会累加得到结果的数学运算。  Rf 值的幅度为10^11、或者温度高于器件额定温度。

    我会再次要求您再次回顾噪声测量;我认为测量结果不能准确捕获 THS4541噪声;对于所选的电阻器值、噪声增益和温度、这些值太高(我假定为25°C/室温)。

    此致!

    ALEC

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    感谢您的答复、由于我在过去一周内繁忙的工作、无法及时给您回复。让我们继续讨论 THS4541的应用、我将提出设计理念、希望您可以更正:
    1) 1)首先、我针对 THS4541的应用场景是一个14位 SAR_ADC 信号驱动缓冲器、它实现了从单端信号到33522B 差分信号的转换、并且我的输入信号不会超过1M、这不是高速应用、因此数据表中10M 输入的典型应用不能应用于我的电路;
    2) 2)由于我的 lsb 为190uV、并且33522B 的输入范围为+/-5V、16位、我推断出他的 lsb 大约为152uV、这不是很小的噪声;因此我使用了0.5倍的增益来尝试降低噪声的影响;
    3) 3)数据表中的图形显示它具有出色的二次和三次谐波抑制能力、包括 I 的输入频率约为15kHz、HD2 (3)=-90dBc、这是一个很好的数据、 但实际上我在应用中使用了1Vcom、33522B 输出500mVpp、偏移为0V、我的 THS4541使用单个3.3V 电源、是的、所以 THS4541的输入会有一定的负电压、我不确定这是否会影响其正常抑制谐波的能力、但我测量的谐波非常大;
    4)上星期我们讨论直流耦合应用时,高噪声的问题,我用紫外线精密测量仪器测量,观察静态电压的波动, 33522的性能非常好。 使用7.5欧姆负载分压降噪后、观测到的波动基本上是10 μ V 左右、因此我测量起来不应该是问题、因为电阻热噪声、射频与典型应用相同、Rg 仅是 Rf 的2倍、我认为这里无需怀疑电阻、我认为问题可能出在平衡-非平衡变压器、如图8-5、在直流耦合应用中、 在 THS4541的输入端使用了三阶贝塞耳滤波器对于非常陡峭的低通噪声滤波器、这种滤波器使用非常频繁、但我尚未找到通过数据表计算极点的方法、但这种滤波器在高性能 ADC 应用中必不可少、如果您能告诉我如何计算极点、那会很好。 我当前的直流应用是使用具有7.5欧姆负载分压降噪的低噪声33522B 作为输入负端、正向端子连接到 LDO、该 LDO 不是低噪声、而是仅使用22 μ F、2.2 μ F 电容器进行滤波以提供输入共模、两者均为直接输入 THS4541、不使用高阶低通噪声滤波
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    您好、Ting、

    感谢您的答复。  我已经在旅行了几天,所以我会花时间阅读并尽快回应。

    谢谢!

    此致!

    ALEC