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[参考译文] OPA2991:OPA2991IDR 0–10V 模拟输出电路稳定性回顾

Guru**** 2893090 points

Other Parts Discussed in Thread: OPA2991

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/1642394/opa2991-opa2991idr-stability-review-for-0-10v-analog-output-circuit

器件型号: OPA2991

我们正在使用 OPA2991IDR 设计 6 通道有源模拟输出板。

应用摘要:

  • OPA2991IDR 的电源:12V 单电源

  • DAC 输入信号:0V 至 2.5V

  • 运算放大器配置:同相增益级

  • 增益:4 倍

  • RG:10k Ω、0.1%

  • RF:30 千欧、0.1%

  • 输出范围:0V 至 10V

  • 输出负载:LED 驱动器调光输入、通常为高阻抗

  • 最大预期输出电流:每通道 30mA

  • 串联输出电阻:15 欧姆放置在反馈环路外

  • 反馈是在 15 欧姆输出电阻器之前获取的

  • ADC 读回在端子侧的 15 Ω 电阻器之后进行

  • 输出保护:12V 关断电压低泄漏 TVS 至 GND

  • 输出连接器可能现场具有电缆电容

我们将为以下器件添加可选封装:

  1. 30 千欧反馈电阻器上的 CF

  2. COUT 从输出端子侧到 GND、在 15 Ω 隔离电阻器之后

问题:

  1. 15 欧姆是否是适用于此用例的输出隔离电阻器?

  2. 默认情况下是否应该组装整个 RF 的 CF? 如果是、TI 建议您重视什么?

  3. 默认情况下、是否应该不填充端子侧的 Cout、或者是否推荐使用小型电容器来降低 EMI 或噪声?

  4. 当输出用作 0V 至 10V 的慢速调光信号时、电缆电容是否有任何问题?

  5. 针对该输出级的 OPA2991IDR 有任何布局建议?

如果需要、我可以共享原理图片段。

此致、
Vishnu

 

  • 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。

    Vishnu、

    请分享原理图。  没有原理图就很难评论。  以下是一些初步意见:

    1. 30mA 是相当高的输出电流。  OPA2991 能够输出此电流电平、但由于功率耗散、会出现一些自发热。  以下是 30mA 单路输出的计算(比环境温度升高约 38°C)。  这是双通道、当两个输出驱动相同的负载时、温升将为 76C。  您应注意电源/温度。    有关此主题的详细信息、请参阅 www.youtube.com/watch

    2.根据您的描述,我绘制了一个示意图并测试了稳定性。  对于 1nF 负载和 15 Ω 隔离电阻器、该电路不稳定(28 度相位裕度)。  稳定性将取决于应用的容性负载范围(28 度相位裕度)。  在单位增益带宽附近添加反馈电容器可提高稳定性(56 度相位裕度)。  我认为您的电路可以使用 CF(目标相位裕度为 45 度或更高)。  确定该值的目的是将截止频率设置为接近(但低于)单位增益 Cf = 1/(2*PI*RF*530kHz)= 10pF。  如果您需要更大的带宽、可以将其调整为更高的频率、但我们必须仔细检查稳定性。

    OPA2991-TINA-TI 稳定性

    3. 运算放大器的布局重定性在大多数情况下通常是相同的。  a) 在运算放大器附近保持去耦、b) 将电源直接馈入去耦、而不是直接馈入运算放大器电源引脚、c) 保持反相节点布线较短、因为它对寄生电容很敏感。

    此致、艺术

  • 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。

    尊敬的艺术:

    感谢您提供的详细响应和运行稳定性检查。 您的评论非常有用、尤其是关于 10pF 反馈电容器和 30mA 的热问题。

    我们会附上当前的原理图以供您进行审查。 请注意、30mA 不是正常工作负载;正常负载预计是高阻抗 0-10V LED 驱动器调光输入、通常低于 5mA。 我们将 30mA 仅视为具有固件过载检测功能的最大耐受/故障限制条件。

    我们希望您查看 OPA2991 输出级的审查、尤其是:

    1. Rf = 30k、Rg = 10k、增益= 4x
    2. Rf 上的 10pF 反馈电容器
    3. 15 Ω 输出隔离电阻器
    4. 默认情况下、端子侧电容器封装保持为 DNI
    5. 您在所附原理图中看到的任何布局或稳定性问题

    无法连接原理图?

    此致、
    Vishnu

  • 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。

    尊敬的艺术:

    感谢您提供详细的响应和稳定性检查。

    论坛不允许我直接附上 PDF/图像原理图、因此我将通过以下链接分享它:

    drive.google.com/.../view

    请在方便时查看 OPA2991 输出级。 正常负载应为高阻抗 0V 至 10V LED 驱动器调光输入、通常低于 5mA。 30mA 图只是最大耐受/故障限制条件、而不是正常的持续负载。

    我们特别期待您对以下方面的评论:

    1. Rf = 30k Ω、Rg = 10k Ω、增益= 4x

    2. RF 上的 10 pF 反馈电容器

    3. 15 Ω 输出隔离电阻器

    4. 默认情况下、端子侧电容器封装保持为 DNI

    5. 任何布局或稳定性问题

    此致、
    Vishnu

  • 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。

    尊敬的艺术:

    感谢您提供详细的响应和稳定性检查。

    论坛不允许我直接附上 PDF/图像原理图、因此我将通过以下链接分享它:

    drive.google.com/.../view

    请在方便时查看 OPA2991 输出级。 正常负载应为高阻抗 0V 至 10V LED 驱动器调光输入、通常低于 5mA。 30mA 图只是最大耐受/故障限制条件、而不是正常的持续负载。

    我们特别期待您对以下方面的评论:

    1. Rf = 30k Ω、Rg = 10k Ω、增益= 4x
    2. RF 上的 10 pF 反馈电容器
    3. 15 Ω 输出隔离电阻器
    4. 默认情况下、端子侧电容器封装保持为 DNI
    5. 任何布局或稳定性问题

    此致、
    Vishnu

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    我非常抱歉... 这是更新后的原理图链接... 很抱歉遇到  drive.google.com/.../view 问题

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    Vishnu、

    很抱歉您遇到的困难。  Texas Instruments 安全不允许我打开谷歌驱动器。 您应该能够通过执行以下操作来发布原理图:   

    1. 选择 插入>图像视频文件
    2. 单击灰色 上传 文本
    3. 当您按下时 上传 文本您将看到一个窗口、允许您选择原理图文件。

    如果上述过程不起作用、我将看到是否可以找到一个可以帮助您使用 e2e 工具的人。  您可能需要尝试不同的浏览器、或者您的公司可能有某种限制(例如防火墙)。

    即使不查看您的原理图、我想我已经回答了您的问题。  答案都是在我的最后一篇文章中解决的。  以下是总结。  查看最后一篇文章了解详情。

    1. Rf = 30k Ω、Rg = 10k Ω、增益= 4x(此增益配置没有问题)
    2. RF 上的 10 pF 反馈电容器(这是我推荐的反馈电容器。  这将有助于提高噪声和稳定性)
    3. 15 Ω 输出隔离电阻器(这足以实现稳定性)
    4. 默认情况下、端子侧电容器封装保持为 DNI(不知道这是什么)
    5. 对于原理图中的任何布局或稳定性问题(我在上一篇文章中进行了稳定性仿真。  它是稳定的)

    此致、艺术

  • 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。

    尊敬的艺术:

    感谢您的澄清和总结。

    我们将遵循您的建议:

    • RF = 30k Ω
    • RG = 10k Ω
    • 增益= 4x
    • 在整个射频范围内 Cf = 10 pF
    • 输出隔离电阻= 15 欧姆

    关于“DNI",“,抱歉、抱歉措辞不清晰。 我的意思是“请勿安装/请勿填充“。 端子侧电容器只是从输出端子侧到 GND 的可选 PCB 封装。 除非稍后的测试显示了 EMI 或噪声要求、否则我们不计划默认填充该元件。

    我能够使用论坛上传选项附加原理图片段。 请在此处找到它以供您查看。  drive.google.com/.../view

    如果您看到有关输出级或布局方法的任何信息、请告诉我。

    再次感谢您的帮助。

    此致、
    Vishnu

  • 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。

    Vishnu、

    你的附件仍然是一个谷歌驱动器。  我无法打开它。 我想你一定会喜欢的。“

    艺术

  • 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。

    关于“DNI",“,抱歉、抱歉措辞不清晰。 我的意思是“请勿安装/请勿填充“。 端子侧电容器只是从输出端子侧到 GND 的可选 PCB 封装。 除非稍后的测试显示了 EMI 或噪声要求、否则我们不计划默认填充该元件。

    请在此处找到它以供您查看。

    如果您看到有关输出级或布局方法的任何信息、请告诉我。

    再次感谢您的帮助。

  • 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。

    Vishnu、

    我修改了 TINA 电路、以包含二极管和负载电阻器。  这种修改确实会导致相位裕度减小。  我对 1nF 和 100pF 负载电容器进行了仿真。  为了充分了解电路稳定性、我们确实需要您的设计必须驱动的负载电容范围。  我知道您的设计中未安装 10nF 负载、但您确实提到电路必须驱动具有寄生电容的长电缆。  1nF 和 100pF 表示模块输出端的容性负载。  请注意、如果没有 CF、该电路确实不稳定。  使用 CF 时、该电路对于两个容性负载都是稳定的。  您可以通过将隔离电阻增加到 50 欧姆、使电路在没有 CF 的情况下稳定。  数据表显示、50 Ω 电阻器非常适合稳定 OPA2991(请参阅图 6-27)。  总之、只要包含 10pF 反馈、您的电路就看起来就非常好。

    e2e.ti.com/.../opa2991_2D00_stability_2D00_May_2D00_6.TSC

    此致、艺术

  • 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。

    感谢您的澄清和总结。

    我们将遵循您的建议:

    • RF = 30k Ω
    • RG = 10k Ω
    • 增益= 4x
    • 在整个射频范围内 Cf = 10 pF
    • 输出隔离电阻= 15 欧姆

    关于“DNI",“,抱歉、抱歉措辞不清晰。 我的意思是“请勿安装/请勿填充“。 端子侧电容器只是从输出端子侧到 GND 的可选 PCB 封装。 除非稍后的测试显示了 EMI 或噪声要求、否则我们不计划默认填充该元件。

    我能够使用论坛上传选项附加原理图片段。 请在此处找到它以供您查看。

    如果您看到有关输出级或布局方法的任何信息、请告诉我。

    再次感谢您的帮助。

    此致、
    Vishnu