[参考译文] TLV2780：测量 DUT 的开环增益

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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1628055/tlv2780-measuring-the-open-loop-gain-of-a-dut

器件型号： TLV2780
主题中讨论的其他器件： TLV9062

您好：

我们使用伺服环路来测量 TLV2780 的开环增益。然而、由于运算放大器的 1/f 噪声、我们很难进行可重复且准确的测量。快速计算表明、DUT 1/f 噪声的 RMS 噪声与我们尝试测量 Aol 的信号相当。您通常如何测量运算放大器超过 120dB 的增益？

3 个月前

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 2826855 points

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测量直流 Aol 的典型设置涉及使用反相配置、其中 VCM 是恒定的、而 Vout 在器件线性范围内移动（下例中为+/–2.4V）。可以测量直流 AOL = delta_Vout/delta_Vos （请参阅下面的）。

为了消除非常敏感 Vos 节点上的噪声、用户可以通过采集多个样本来对其求平均值、和/或通过在 Vos 节点与接地之间添加 RC 滤波器来对其进行滤波、而不会使电路不稳定。

也可以通过使用 100k/1k 增益电阻器将 Vos 增益提高到噪声水平以上、如下面的红圈所示。当然、在计算 Aol 时、还必须考虑增益失调电压。由于您使用伺服环路、因此您的实现必须配置为如下所示的等效配置。

e2e.ti.com/.../AOL-Measurement-Circuit.TSC

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 2826855 points

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很抱歉、回复太晚、我有一个与噪音相关的问题。对于 TLV 2780、 10Hz 时的噪声约为 130nV/sqrt (Hz) 和 9nV/sqrt (Hz)（宽带）（图 19）。如果考虑上面的第一个电路、1/f 噪声看起来在反相端子处产生的电压大约为 1uVRMS（假设截止频率上限为 100Hz 并使用 TIPL 中的公式）。由于我们尝试测量的信号相差仅几微伏、噪声是否会导致难以获得准确、可重复和快速的物理实验室测量结果？此外、由于是低频噪声、似乎没有很多方法可以滤除噪声。第二个电路放大 Vos 处的测量、但也会以相同的增益放大噪声。我是否有误解？感谢你的帮助。

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 2826855 points

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计算正确、但假设噪声带宽为 100Hz。正如我之前写的、为了消除非常敏感 Vos 节点上的噪声、可以通过采集多个样本来对其求平均值、或通过在 Vos 节点和接地之间添加 RC 滤波器来对其进行滤波 — 如下所示。

要对信号求平均值、您需要获取 100 个 Vos 值读数并计算其平均值 — 这几乎可以消除所有噪声。

要滤除噪声、可以按如下所示添加 RC 滤波器。 1m||1uF 将截止频率降低至 0.159Hz、这样一来、TLV9062 噪声从 35.57uVrms 降至 41.4nVrms — 请参阅下方（没有提供 TLV2780 型号）。当然、通常应该同时进行滤波和均值计算。

e2e.ti.com/.../AOL-Measurement-Circuit-with-Noise-filter.TSC

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 2826855 points

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我只是想更新问题。我们在伺服环路的输出端添加了.154Hz LPF 以降低噪声、并使用 ATS 将温度保持在周围环境。通过对 5000 个测量值求平均值、我们能够得到 TLV 2780 开环增益的可信但不一致的值。例如、我们测量了从 8E5 到 3e6 的增益。我们正在考虑使用上面所示的电路来确定我们是否能够获得更准确的测量结果。

除此之外、您使用.159Hz 滤波器仿真了 41nVRMS 的噪声。但是、使用噪声带宽为 0.159Hz 的总 1/f 噪声公式、可以得到大约 400nVRMS。我在伺服环路上的测量也得出相同的值 400uVRMS（增益= 1000）。假设 9062 和 2780 具有类似的 1/f 噪声、那么为什么仿真预测噪声要低得多 (41nV)？对于 AOL 测量的任何其他建议也非常感谢。谢谢你。