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[参考译文] OPA838:RF–小信号低噪声放大和解调

Guru**** 1137560 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA684, OPA820, OPA838, OPA683, TLV3501, LM2596, LM2674, TLE2426, LM27762, TINA-TI, LMV7219
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/1070680/opa838-rf-small-signal-low-noise-amplification-and-demodulation

部件号:OPA838
线程中讨论的其他部件:OPA820,OPA684 OPA683TLV3501LM2596LM2674TLE2426LM27762TINA-TILMV7219

由于该应用的要求(最显著的是温度和振动),我一直无法找到合适的 RF LNA 或 OOK 解调软件包作为现成产品。  因此,我正在设计一个专门用于此应用的接收器。  我在设计接收器时遇到了几个问题。  

关键问题:

  • 为什么高 Q 频带通滤波器输出失真?
  • 为什么使用 Boyle 模型在“现实”模拟中不放大第三放大器级?
  • 为什么放大器对大信号的管理不是很好?

本文档的其余部分旨在详细描述此接收器设计与问题1-3相关的缺点。

  

应用程序

我正在构建 RF 接收器以接收传输的串行数据流。  接收器可能非常靠近发射器,这会导致接收到非常强的信号。  接收器必须能够解调非常大的信号(最大为+24 dBm)。  接收器也可能离发射器非常远,这会导致接收到非常弱的信号。  接收器必须能够解调非常小的信号(小至-56 dBm)。  

射频发射器正在发射1.5 MHz 载波。  发射器使用开-关键控以133 KHz 的频率对载波进行调制,以对串行数据流消息进行编码。  主位以1.5 MHz 载波的7.5us 突发信号传输。  当载波关闭时,将传输隐性位。

  

  接收器设计要求

  • 环境
    • 125°C 最高工作温度
  • 接收来自天线的 RF 信号
    • 开-关键控(OOK)调制
    • 载波频率= 1.5 MHz
    • 消息频率= 133 KHz
  • 小信号放大
    • V_IN_MIN = 0.001 Vpp (-56.02 dBm)
    • V_OUT 最小值= 2 Vrms (19.03 dBm)
    • 所需总增益>= 75 dBm
    • 放大系数=~5500 V/V
  • 大信号衰减
    • 所需最大衰减>=-1.43 dBm
    • 放大系数=~5500 V/V
    • V_IN_MAX = 10 Vpp (23.98 dBm)
    • V_OUT _MAX = 3 V 有效值(22.55 dBm)
  • 过滤器
    • 隔离噪音非常大的环境中的载波频率
    • 农具高 Q 系数带通过滤器(Q>=10)
  • 解调
    • 农具信封检测器
    • 输入调制=开/关键控(OOK)
    • 载波频率= 1.5 MHz
    • 消息频率= 133 KHz
    • 显性位=单波
    • 隐性位=无单声波
    • 输出调制=串行数字
    • 显性位= 0伏
    • 隐性位= 5伏
    • 输出斜坡时间<= 0.5 uS
    • 输出下降时间<= 1.5 us

 接收器设计

 

问题1–为什么过滤器输出看起来失真?

此拓扑是根据 OPA820数据表的图60配置的。  根据 OPA820数据表10.2.1.2.1部分所述的设计过程,该过滤器设计为1.5 MHz 的截止频率,Q 为10。  

过滤器的交流响应按预期执行。  但是,在下一个解调阶段,不能接受瞬态响应。  在理想的模拟中,当载波信号被删除时,高 Q 波段通滤波器输出“振铃”,当应用载波信号时“充电”。  要使输出看起来像输入内容,我需要做些什么?  

   

 

 问题2–为什么这些运算放大器不能按预期使用 Boyle 模型进行放大?

此拓扑是根据 OPA838数据表的图75配置的。  放大器设计为50Ω Ω 阻抗,并分3个阶段进行配置。  为了减少噪音放大,他的第一阶段产生总增益的50%(45 dBm),第二阶段产生总增益的30%(30 dBm),第三阶段产生总增益的20%(23 dBm)。  该数据表包含15 dBm 到26 dBm 之间增益的推荐电阻值。  由于第1级和第2级需要超过26 dBm 的增益,因此已导出电阻值。  数据表表表2中显示的 Ri 和 RF 之间的关系已得到维护。  

在更现实的模拟中,使用波伊尔模型进行运算放大器,第一个放大器级会按预期放大信号。  但是,在第二和第三阶段,信号根本不会放大,实际上它会衰减到它比输入信号弱的程度。  这种情况在更理想的型号(如三级型号)中不会发生。  我需要做些什么来解决此问题?  这是否是某种阻抗匹配问题?  

    

问题3–为什么这些放大器不像更大的信号?

使用运算放大器的理想型号,小信号可以按预期从1uVpp 放大到10uVpp。  但是,在100uVpp 以上时,放大器的行为不符合预期。 它的行为就像超载或“卡住”一样。  如何解决此问题?  

 

  • 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。

    瑞安,  

    你肯定在这里有很多事情要做,但对它没有太深的观察

    1.当您说您的环境嘈杂时,您的高增益级联级是宽带-您确定不想在这些级执行一些带宽限制,以防止它们在带外信号的情况下撞向电源轨。  

    2.当您连续获得这一巨大收益时,谨慎的做法是使用电源输出到输入的 PI 筛选器打破电源的反馈环路,这在我编写的旧应用说明中已经出现,请查看此处的第6节-  

    www.ti.com/.../snoa367c.pdf

    3.你说博伊勒模型,完整的 Spice 模型或 TINA 模型非常好,你为什么不使用呢?  

    4.在第一个连接点后,您的级间耦合不需要双端接50欧姆,请勿承受插入损耗。  

    5.您似乎有一个低功耗主题, 在第一阶段,OPA838对这一点当然很有趣——如果你想在 AC 耦合路径中获得大量收益(不需要 DC 精度),可以看看 OPA683和 OPA684—在第一阶段之后,它们的较高噪音无关紧要,  

  • 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。

    为了说明一些想法,请参阅这种 OPA838 + OPA684单5V 交流耦合设计。 我认为这里的内部引用噪音相当高,我确实有一些旧电路可以改进,但这是一个更广泛的讨论-如果这足够好,也许很有趣,  

    3个 V9文件和单词说明, e2e.ti.com/.../High-gain-cascaded-stages-1MHz-carrier.docx

    e2e.ti.com/.../1374.Inverting-high-gain-OPA838-with-caps.TSC

    e2e.ti.com/.../OPA684-non_2D00_inverting-gain-of-110-AC-coupled.TSC

    e2e.ti.com/.../Inverting-high-gain-OPA838-followed-by-OPA684.TSC

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    感谢您的帮助和快速响应。  我认为它解决了我的3个问题中的2个。  抱歉,我的回复没有那么快。  我不得不花很多时间来了解您提供的所有出色的观察结果和参考资料。

    总之,我现在正在使用 TINA,并已附加接收器的型号。  蒂娜习惯了一些,但似乎是一个很好的工具。  我在电源轨上实施了 PI 筛选器网络,以及您在高增益级级级1MHz 载波.docx 中描述的放大器拓扑。  

    接收器随附的 TINA 示意图比原图有了很大改进。  放大器级在增益方面表现如预期。  它们似乎也能很好地管理大信号(+24 dBm)和小信号(-56 dBm)。  但是,我仍在为以下高 Q 带通滤波器而挣扎。  回顾我最初的问题:

    原始问题:

    • 为什么使用 Boyle 模型在“现实”模拟中不放大第三放大器级?
    • 为什么放大器对大信号的管理不是很好?
    • 为什么高 Q 频带通滤波器输出失真?
      • 高 Q 带通滤波器交流分析看起来很好,但瞬态看起来不是很好。


    e2e.ti.com/.../RECEIVER.TSC

    [引用 userid="70422" url="~/support/emplers-group/emplers/f/emplers-forum/1070680/opa838-rf-小型信号-低噪声放大和解调/3962636#3962636]1. 当您说您的环境嘈杂时,您的高增益级联级是宽带-您确定不想在这些级执行一些带宽限制,以防止它们在带外信号的情况下撞击电源轨。  [/引用]
    • 如果我们能做到这一点,我认为这是一个很好的主意。 我想我不想一次做太多,因为我似乎无法使放大功能正常工作。  
    • 实施了来自高增益级联1MHz 级 carrier.docx 联的拓扑, 以替代前面所述的放大器级。 我仍对这种拓扑有一些疑问,但我将以单独的线程询问这些问题
    [引用 userid="70422" url="~/support/emplers-group/emplers/f/emplers-forume/1070680/opa838- rf-小型信号-低噪声放大和解调/3962636#3962636"]

    2.当您连续获得这一巨大收益时,谨慎的做法是使用电源输出到输入的 PI 筛选器打破电源的反馈环路,这在我编写的旧应用说明中已经出现,请查看此处的第6节-  

    www.ti.com/.../snoa367c.pdf

    [/引用]
    • 我已经阅读了这份文件,这非常有帮助。 感谢您的分享!
    • 我在随附的 TINA 示意图中实现了这一点。
    • 我在确定打捆的电感方面遇到了问题
    [引用 userid="70422" url="~/support/emplers-group/emplers/f/emplers-forum/1070680/opa838-rf-小型信号-低噪声放大和解调/3962636#3962636]3. 你说博伊勒模型,整个 Spice 模型或 TINA 模型非常好,你为什么不使用呢?  [/引用]
    • 感谢您让我进入 TINA 软件。 我已经下载了它,现在正在使用它。
    • 我在这种模拟/模型中的主要目标是在以后的道路上消除任何昂贵的 PCB 重新设计。 我知道物理 PCB 在这方面也起着作用,但我想确保尽可能优化驱动该布局的原理图。  
    [引用 userid="70422" url="~/support/emplers-group/emplers/f/emplers-forum/1070680/opa838-rf-小型信号-低噪声放大和解调/3962636#3962636"]4. 第一个耦合器后的级间耦合不需要双端接50欧姆,请勿承受插入损耗。  [/引用]
    • 谢谢,我在合理化需要重新放大刚才放大的东西方面遇到了困难。
    [引用 userid="70422" url="~/support/emplers-group/emplers/f/emplers-forum/1070680/opa838-rf-小型信号-低噪声放大和解调/3962636#3962636]5。 您似乎有一个低功耗主题, 在第一阶段,OPA838对这一点当然很有趣——如果你想在 AC 耦合路径中获得大量收益(不需要 DC 精度),可以看看 OPA683和 OPA684—在第一阶段之后,它们的更高噪音无关紧要, [/引用]
  • 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。
    [引用 userid="70422" url="~/support/emplers-group/emplers/f/emplers-forume/1070680/opa838-rf-小信号-低噪声放大和解调/3962729#3962729"]

    为了说明一些想法,请参阅这种 OPA838 + OPA684单5V 交流耦合设计。 我认为这里的内部引用噪音相当高,我确实有一些旧电路可以改进,但这是一个更广泛的讨论-如果这足够好,也许很有趣,  

    3个 V9文件和单词描述, 高增益级联1MHz carrier.docx

    1374.使用 caps.sct.反向高增益 OPA838

    110 AC 耦合 TSC 的 OPA684无反相增益

    反转高增益 OPA838,然后是 OPA684.TSC

    [/引用]

    感谢您完成设计过程的演练。 这几乎正是我需要的,解决了我最初遇到的2/3的问题。  为了让我自己学习/理解,我想更好地理解这种拓扑的工作原理。  我真的不理解某些组件背后的推理。  我已经查看了 OPA838和 OPA683/4的数据表,在那里找不到太多的数据。  我理解第一阶段的增益/带通滤波器计算,但也有一些其他组件存在,我不理解它们的用途。  在第二阶段,我更加困惑。    您是否知道这些拓扑可能已经被很好地描述的任何数据表?

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    你好,瑞安,

    您的电源电压过滤正在严重响铃。 看看当我将铁氧体磁珠电感设为零时会发生什么情况:

    e2e.ti.com/.../ryan_5F00_opa838.TSC

    如果您确实想要模拟电源电压去耦,则通过铁氧体磁珠中的欧姆损耗和去耦合帽中的 ESR 来避免谐振。

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    当然,你想使用完整的铁氧体模型,这种模型在 Fe2e.ti.com/.../Murata-BLM21AG102SN1-with-X2Y-for-power-supply-filtering-forward-filtering-2-stage.TSC-上变得更有损。这是一个例子,我也使用了非常高的自共振 X2Y 盖和完整模型。 我确实在每个被测设备电源引脚的电解和 X2Y 之间引入了2.2欧姆的外保险,在衰减方面做得相当好-此文件在本例中显示了完整的部件号-信号路径在这里还差得多。  

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    这是一个非常开放式的问题?  

    1.如果我让射频变得过高,那么 CFA 阶段将很快失去 BW。  

    2,要坚持下去,这意味着 R 的增益需要相当低

    3.为了避免加载 OPA838输出(同时限制带宽),我在第二阶段进行了无反相操作

    但是,为 OPA838加载了它喜欢的200ohm 端接,并引入了阻隔盖

    5.该阻隔盖产生自谐振,R 系列进入 V+节点 DEQ,有助于输入级稳定性

    我认为,这些尖锐的带通滤波器将会出现一些启动问题。 通常,我们使用带有正弦载体的波,方波可能看起来有点奇怪,您可能会尝试减少一些 Q 波-我有一个用于该拓扑的设计流程,看看我是否可以找到它

    你可能已经说过了,但 BP 的目标是什么? 假设 FO =10MHz,但 Q

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    你好,瑞安,

    我更喜欢在每个 OPAMP 上使用单独的 Pi 滤波器,而不是在链中排列铁氧体磁珠和去耦合帽。

    我通常使用0603 (首选)或0805封装的2µ2 ë/X7R 帽作为 Pi 滤波器输入和输出的帽,而 Pi 滤波器输出的帽与 OPAMP 的电源电压引脚连接得最接近。 每毫米都很重要!

    我避免因产生共鸣的风险而将不同的上限值相平行。 现代 X7R 护罩的 ESR 过低,当并联不等护罩时可能产生严重谐振。 如果我真的需要同时使用两个大写字母,我会使用两个相同的大写字母。 但是,这种类似的情况很少发生。

    在前几天,使用了平行的钽和陶瓷,高的钽铁充分抑制了所有的共鸣。 必须使用 Tantals,因为它们是高容量的唯一来源。 为了克服它们糟糕的高频性能,它们必须与小型陶瓷相似。 但是,随着今天的电容的提高,陶瓷的钽铁就不再是必要的了。 因此,必须采取措施处理陶瓷的极低的 ESR,即避免与不同的盖值平行。

    对于铁氧体磁珠,我采用"FBMH1608HM601"。 这是一种"高电流"铁氧体磁珠。 与标准铁氧体磁珠相比,高电流铁氧体磁珠会在较高的电流下进入磁饱和度,这正是它们所承诺 的。 从阻抗与频率曲线中,可以读出大约1µH Ω 的电感。 不要误会,铁氧体磁珠不是线圈。 由于铁氧体磁珠的典型电阻损失,您不应谈论纯电感1µH Ω。 无论如何,铁粒体磁珠显示出足够的电感和极小的电阻损失,当它们与去耦合帽串联时,它们仍然能够导致严重振铃。

    因此,我经常将电阻串联放置到铁氧体磁珠上。 这也提高了铁氧体磁珠仍然无法工作的较低频率下的过滤性能。 串联电阻器应大致满足条件(请记住,这是铁氧体磁珠,无线圈)

    R > SQRT (2L/C)

    如果使用100N 去耦合帽,则最小系列电阻为4R4。 或1R (如果使用2µ2)。 从这个角度看,更高的去耦电容更好,只要它仍然可以安装在非常小的0603封装中。 1206封装的10µ 帽不会有什么作用! 低封装电感在这里更重要。

    在驱动重负载时,更高的去耦电容也是明智的。 因此,2µ2 ë/X7R/0603去耦合帽在大多数情况下都是一种很好的折衷方案。 在要求最苛刻的应用中,Y-CAP 可能仍能提供更好的结果。 但是,即使很少出现看似错误的布局,也可能完全破坏它们的优势。

    PI 过滤器的安装方式应始终确保所有组件彼此最靠近。 最好将铁氧体磁珠与 OPAMP 和去耦合帽分开。 Pi 滤波器输入处的盖子不是那么关键,可以稍微移离铁氧体磁珠。 但也没有太多。 不超过一厘米左右。

    如果您做得正确,Pi 滤波器将完全将负载电流需求与 OPAMP 分离。 Pi 滤波器输入的电源线看起来完全安静,可以在印刷电路板上布线,没有任何问题。

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    好凯,  

    请记住,此应用程序的静态电流小于3mA,不确定我们是否需要更高的功率铁氧体

    星与级联过滤器? 当我和 CLC401一起进行这项原创性工作时,我认为将供应衰减重新添加到输入阶段更有意义,但这两项工作都可能在这里奏效。  

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    这不是高功率铁氧体,而是最适合于电源电压线路的高电流铁氧体。 不要忘记负载电流。 R15为100R。

    CLC401显示静态电流为15mA? 因此,在上述应用中,5 x 15mA = 75mA 将流经层叠中的第一个铁氧体磁珠...

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    当我做这项工作时,铁氧体磁珠甚至不存在。 或者至少我在1987年没有意识到这些问题

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    感谢各方对此的持续支持。  有趣的讨论,感谢这些选择。  我正在尽力跟上这一发展。  我已经对 PI 筛选器网络建模,它似乎 已经很好地清理了电源轨。 请参阅随附的 TINA 示意图。  我还没有对铁氧体磁珠进行建模,但我计划使用 Murata BLM21AG102SN1和 X2Y 中的模型进行电源过滤正向过滤2级 TSC-。  这种 PI 网络是否足够好,或者我是否应该在铁氧体磁珠的建模背后增加一些即时性?

    上一步

    电流


    e2e.ti.com/.../RECEIVER_2D00_1.TSC

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    我所做的穆拉塔铁石珠模型来自他们的网站,我认为这是相当好的。  

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    你好,瑞安,

    我会首先尝试让电路在完美的供电电压下工作。 我会在后面的第二步添加电源电压滤波。 分裂和征服

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    我想我的滤波器拓扑即使是完美的耗材也无法正常工作。   准备就绪后,我们可以回到供应讨论。   

    我附上了一个具有完美电压的更新示意图。  过滤器阶段仍有问题。

    e2e.ti.com/.../RECEIVER_2D00_2.TSC

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    [引用 userid="70422" url="~/support/emplers-group/emplers/f/emplers-forum/1070680/opa838-rf-small-sign-low-noise - mase-mplexplification 和 deModality/3965983#3965983"],我认为 Murata 铁氧石模型来自他们的网站,非常好[引用/。]

    我在获取我的 TINA 版本以制作宏时遇到了一些麻烦。  我可能只是在不断增加痛苦。  这是我放慢脚步的原因。 不确定是因为我有一个免费的 TINA 版本还是其他版本。

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    [引用 userid="70422" url="~/support/emplers-group/emplers/f/emplers-forum/1070680/opa838-rf- small-signate-low-noise - emplan-amplexplifi-and - deModalment/3965481#3965481]],您可能已经说过了,但 BP 目标是什么? 我猜是 FO=10MHz,但问

    我遵循了 OPA820中高 Q 滤波器的详细设计过程(第10.2.1.2.1节)

    输入参数为 Fo=1.5MHz,Q =10。

    如果有必要,我们可以减少 Q,但 由于环境嘈杂,我希望保持尽可能高的 Q。   

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    你好,瑞安,

    拆下信封探测器并添加肖特基二极管限制器会导致以下情况:

    e2e.ti.com/.../ryan_5F00_opa838_5F00_1.TSC

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    添加一个简单的被动式信封探测器可实现这一点(红酒红曲线):

    e2e.ti.com/.../ryan_5F00_opa838_5F00_2.TSC

    绷带的 Q 波似乎太高,导致稳定时间太长?

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    或者,使用无源带通:

    e2e.ti.com/.../ryan_5F00_opa838_5F00_4.TSC

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    感谢各方的持续支持。  我想我只能习惯这样一个事实,那就是我不能使用一个具有如此美丽的 AC 响应的筛选器,就像正在讨论的那个。  感谢以上示例。 它在瞬态仿真中表现得非常好。

    为了找到最适合我的放大器级输出的 Q 带通,我将一些拓扑组合在一起。  无限增益多反馈带通量(滤波器3)的瓶胚表现相当出色。

      e2e.ti.com/.../FILTERS.TSC

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    你好,瑞安,

    在这种情况下,与前置放大器和封套探测器结合使用:

    在任何情况下,减少带通滤波器的 Q 波都是有益的。 Q 值越低=沉降速度越快。

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    谢谢凯,我注意到您正在使用+/-5V 滤波器。  这些电流正以+/-2.5V 运行,是否有意这样做?  只是好奇,因为我似乎无法让2级放大器+滤波器组合正常工作,而没有像你所做的那样对滤波器使用+/-5V。

  • 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。

    是的,是有意的,因为 SD1的电压降。

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    好的,明白了,谢谢!  这是我们以后在优化时要做的事情,还是除了5V 之外,我还要再提供一些10V 电源?

    信封探测器需要驱动将其输出反转的东西,以使主位低并清除上升/下降时间。  我们需要小于1.5的上升和下降。  我过去一直在使用 NPN BJT 来实现这一目标。  

    我们是否可以采取任何措施来清理边缘并使其尽可能“平方”?  也许是比较器?

     e2e.ti.com/.../RECEIVER_2D00_3.TSC

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    你好,瑞安,

    在这种情况下,有一个活动的信封探测器和专用的+/-2.5V 电源:

    e2e.ti.com/.../ryan_5F00_opa838_5F00_5.TSC

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    你好,瑞安,

    我会将带通滤波器安装在增益级前面并安装输出剪辑,因为一旦剪辑发生,就无法过滤出噪音和干扰。 它还简化了信封探测器的设计,因为带通滤波器的稳定时间不再起着非常重要的作用。

    为了获得对称的信封探测器信号,我大幅降低了整流器时间常数,并添加了一个被动的双极低通滤波器:

    e2e.ti.com/.../ryan_5F00_opa838_5F00_6.TSC

    信封探测器信号足够大,可以使用简单的比较器来处理。 没有必要使用有效的信封探测器。

    我会添加一个阈值电压约为430mV 的比较器。 这应该提供对称输出信号:

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    例如:

    e2e.ti.com/.../ryan_5F00_opa838_5F00_7.TSC

    比较器仅由 simu 中2.7V 的单电源电压供电,因为该型号显然不喜欢双极电源电压。 但在现实中,TLV3501应该能够由+/-2.5V 供电。

    当然,这不是现成的解决方案。 许多方面可能需要优化。 例如,比较器的滞后和封套探测器的波纹应该配合在一起。 而且,可能没有必要像 TLV3501这样的快速比较器。

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    感谢凯的帮助。  对反应缓慢表示歉意,我在办公室外呆了几天。  我已经检查并调整了信封探测器中的几个电阻值以及比较器上的参考电压。  外观不错,符合设计要求。    

    我想我们可以说我们有一个可行的“理想”设计。    

    此外,我刚刚意识到我在计算消息频率时出错,我已经根据半周期(SMH)计算了消息频率。  消息频率已更新为67KHz (从133 KHz)。  这样,信封探测器就有更多的时间充电。

    e2e.ti.com/.../2870.RECEIVER.TSC

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    我正在努力将电源更新为更现实的产品。   

    实际上,主电源和这些运算放大器之间有一个珠宝。  您认为我是否需要对整个电源链进行建模以获得准确的结果?   

    下面是此接收器最终连接到的电源的图示。   

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    你好,瑞安,

    是的,67kHz 对我来说比133kHz 更有意义

    如果您采用数据表中推荐的调节器接线,我不会模拟整个电源链。 但参考 LM2596,我会添加数据表图9-10中所示的“可选波纹滤波器”。 并遵循布局建议。

    顺便说一句,我在 LM2674上获得了很好的体验,我用它作为像你这样的预调节器。 您实际上需要3A 切换台吗?

    参考运算放大器的电源电压滤波,我已经给出了一些建议。 重要提示:在每个电源电压引脚附近安装一个0603或0805封装2µ2 4µ7 .../X7R 保护盖。 然后用我或迈克尔的铁氧体磁珠形成低通滤波器。 两者都非常适合。 如果您沿着在每个 OPAMP 上使用单个 Pi 滤波器的路径前进,我会为每个铁氧体磁珠添加一个小的串联电阻,以抑制振铃。 但这是我个人的口味。

    模拟整个电源电压去耦合元件和信号处理可能变得困难,因为模拟似乎只在信号处理的情况下才会在全速运行。 所以我不会这样做。 但是,您可以像迈克尔4天前所展示的那样,轻松模拟纯粹的去耦性能。 在频率响应中查找应避免的共振峰值。 如果你的曲线与迈克尔的曲线一样平坦,那么你就做得对了。

    我看到的唯一问题(如果有)是 U1和 U2的极高增益。 如果原型出现任何问题,您可能需要将 U1 (或 U2)的高增益拆分为两个放大器级,每个级的增益相等。 但这只是我在测试时要记住的一点。

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    感谢凯在我们发言时为电源工作。  我将坚持对独立于信号处理的耗材进行建模。

    关于电源,我不需要3A 用于5V 电源,这是肯定的。  5V 导轨还支持 MCU 和传感器组件,总电流为150mA。  24V 导轨的最大消耗电流为0.5A  我的时间有点紧,已经对 LM2596有了一些经验。  自从我配置了两个电压电源以来,我开了一个弯,两个电源都用相同的 LM2596卡住了。 我希望这不会引起任何问题,只是效率低下。   

    如果您有兴趣,我已将 Eagle 原理图附在电源的实际部件号上(抱歉,尚未对其进行 TNA 模拟)。

    e2e.ti.com/.../POWER.pdf

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    以下是电源过滤的两个选项。   对于1.5 MHz 信号而言,它们都具有显著的衰减。   

    e2e.ti.com/.../PI_2D00_POWER.TSCe2e.ti.com/.../FE_2D00_POWER.TSC

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    关于如何创建 VB4的建议?  我已经看了,找不到任何参考电压 IC,这些 IC 的电压会降至0.4伏。  我去尝试了一个分压器网络,出人意料地能够从解算器中获得一个解决方案,尽管需要几个小时。 它看起来不像分压器网络足够稳定,无法产生良好的参考电压。  

    e2e.ti.com/.../RECEIVER_2D00_REAL_2D00_power.TSC

    。   

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    你好,瑞安,

    我不会用虚假的地面概括者来做这件事。 请记住,这类芯片高频率的源阻抗上升到几十欧姆甚至更多。 因此,TLE2426的输出可能无法输出和吸收流入伪地面的“地电流”的高频内容。 在类似的高频应用中,我更希望获得一个不限于采购和吸入电流的真实接地。  

    我将通过未调节的+5V 至+/-5V DC/DC 转换器为 HF 运算放大器供电,并使用稳压器来生成+/-2.5V 电源电压。

    此外,系列电阻应串联安装到铁氧体磁珠上,就好像选择了一个具有更高等效串联电阻的铁氧体磁珠。

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    谢谢凯 ·谢罪,推迟了这次对话,我很疲惫,当我把一个 PCB 放在一起时感到很惊讶:) 我想把它正确处理。  这条线程将根据我的下一个问题快速转变为电源讨论。  (笑)

    我有几种不同的设计,我也刚刚发现了“WEBENCH”。  将+/-2.5 V 电源提供给电流的方法似乎很多。  此外,请记住,在我开始担任这一职位之前,我刚刚完成了电源系统(PCB 和所有)的重新设计。  所以我对重新设计它有点犹豫。  但是,如果这是需要发生的事情,我会让它发生。    

    关于您的最后一条评论,我正在努力了解从电池到运算放大器的流量。 听起来我需要使用降压转换器创建+/-5V 电压,如 SLVA369A www.ti.com/.../slva369a.pdf 中所述

    下面是我理解的一个例子。  您能否告诉我这是否准确地反映了您所描述的内容?

    此外,使用现有的30V-8V-5V 电源,是否会有这样的效果?

      

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    尊敬的瑞安,绝对没有必要道歉

    对于+5V 至+/-5V DC/DC 转换器,我的意思如下:

    https://www.mouser.com/ProductDetail/RECOM-Power/RB-0505D?qs=YWgezujkI1KtSVTjr6rRjg%3D%3D

    我会选择第一个方案。

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    谢谢凯。  +/-5V 转换器让您的操作更加轻松!  我联系了 Recom,但不幸的是他们没有可用的香料模型,他们正在处理。   他们确实给我提供了一些免费的样品!  此外,由于欺骗行为的温度限制在100°C 左右,我可能需要转到另一个模块   

    我已附上电源设计示意图。  我不确定如何使用两个+5Vout 导轨。  除了为 r1dx-0505供电外,我可以使用 TPS71725吗?  即,我可以将其用于 OP4和其他需要+5V 的设备吗?

    e2e.ti.com/.../3835.POWER-SUPPLY.TSC

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    你好,瑞安,

    LM27762也可以做到这一点。 可以使用 LM2596生成+5V,并在 LM27762的帮助下生成+/-2.5V。 比较器的+5V 可以从 LM2596的+5V 获取。

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    这大大简化了系统。  我使用 WEBENCH 选择更好的模块(LM60440D),用于从30V 切换至5V。  然后,按照您的建议,我使用5V 输出和 LM27762来生成+/-2.5V 导轨。  

    比较器(OA4)由 LM60440D 的+5V 供电,3个放大器(OA1-3)使用 LM27762的+/-2.5V 导轨。  我正在所有运算放大器上使用 PI 筛选器网络。  铁氧体磁珠选项似乎不会产生明显不同的结果,实施起来会更加复杂。

    我已附加了显示此电路的 Tina 原理图。  我无法在一条电路中使用所有设备完成瞬态分析。  但是,我能够让他们独立地正常工作。    

    e2e.ti.com/.../RECEIVER_5F00_POWER_5F00_SUPPLY.TSC

    e2e.ti.com/.../LM27762.TSC

    e2e.ti.com/.../LM60440D.TSC

    e2e.ti.com/.../7853.PI_2D00_POWER.TSC

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    你好,瑞安,

    到目前为止看起来不错  

    [引用 userid="484556" url=~ë/support/emplers-group/emplers/f/emplers-forum/1070680/opa838-rf-small-signate-low-noise - ample-amplification and -deModalment/3977637#3977637"]我正在所有运算放大器上使用 PI 滤波器网络。  铁氧体磁珠选项似乎不会产生明显不同的结果,实施起来会更加复杂。

    我希望你能在 simu 10µH 唱诗班的地方拍摄铁氧体磁珠? 典型的10µH Ω 阻气门会显示更高的寄生并行电容(绕组电容!) 与我和迈克尔选择的铁氧体磁珠相比,您尚未对其进行建模,因此共振频率要低得多。 因此,最高频率下的过滤性能会降低。 因此,请使用铁氧体磁珠

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    谢谢凯,在 PI 筛选器与铁氧体磁珠讨论之后,我遇到了一些麻烦。  我当时认为这是两种不同方式实现相同目标的方案。  我现在看到这是不正确的。  为什么我要建模 PI 筛选器而不是铁氧体磁珠?  是否只是为了简化铁氧体磁珠的表示?  我研究了迈克尔发送的模型,我已经说明了我对它的理解。  我很确定这是一个错误的理解:) 所以,我可以自由地纠正我的想法。  此外,我不知道两个2.2uF 电阻盖和限制“振铃”的电阻器应该安装在该型号中的什么位置。 你能帮我理解吗?  再次感谢!

    e2e.ti.com/.../Murata-BLM21AG102SN1-with-X2Y-for-power-supply-filtering-forward-filtering-2-stage-_2800_4_2900_.TSC

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    你好,瑞安,

    L2=3nH 是 C2的寄生系列电感,包括地面平面的布局电感。 赤裸裸的 C2的 L2将小于1nH。

    L3=50pH 是 C3的寄生系列电感。 作为 Y 型罩 L3,其电感要比标准0603型罩(如 L2)小得多 但布局错误会完全破坏这一优势。

    铁氧体磁珠由 L1,R2,C1和 R1形成。 L1是在低频率下占据主导地位的行业。 C1对负责共振频率位置的寄生并行电容进行建模。 R2对共振频率下的最大阻抗建模。 最后,R1对直流铁氧体磁珠的等效串联电阻(ESR)建模。

    L4,C4只是另一个 L2,C2。

    经典的 Pi 滤波器看起来像 L4,C4在左侧,L2,C2在右侧,铁氧体磁珠在中间。 我建议的附加系列电阻将串联到铁氧体磁珠上,从而有效地增加 R1的值,换句话说,该系列电路将由 L4,C4和 L2,C2构成。

    Michael 已将 RC 滤波器“R3和 L3,C3”添加到 Pi 滤波器“L4,C4和 R1,L1,R2,C1和 L2,C2”中。

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    感谢凯的解释,这真的很有帮助,现在一切都是有意义的。  我已附上其中一个+2.5V 电源的 TINA 示意图,用于运算放大器。  我已经使用宏来模拟您和迈克尔在上面提到的各种组件。  从我所能知,模型应该是相同的,但我只是接近,而不是相同的结果。  我不知道为什么会发生这种情况。   

    我还在铁氧体磁珠和输出盖(C2)之间添加了串联电阻"R"。  我将其设置为0,目的是创建苹果与苹果的模型比较。   

    e2e.ti.com/.../RAIL.TSC

    谢谢

    瑞安

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    下面介绍了从电池到运算放大器电源轨的整个电源。   

    e2e.ti.com/.../POWER_5F00_BOARD_5F00_RX.TSC

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    看起来不错。 很遗憾,我无法打开您的 TSC 文件,可能是因为我有较旧版本的 TINA-TI。

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    您好,Kai,

    我使用的是以下版本的 TINA:  版本9.3.2.277 SF-TI

    我已将原理图保存为 TINA-V7原理图,这可能会起作用吗?

    e2e.ti.com/.../POWER_5F00_BOARD_5F00_RX_5F00_TINAV7.TSC

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    您好,Kai,

    我已经开始安排 PCB 上的组件了。  为了简化,我附上了一张仅用于一个运算放大器的电源图。  其他运算放大器的配置方式相同。  由于我使用的是 X2Y 轴瓦盖,除了 FE 磁珠/PI 滤波器外,我还将其放置在尽可能靠近 OA 电源轨的位置。  您在上面提到,将2.2uF 保护罩放在尽可能靠近引脚的位置。  我假设您在说这句话时并不是在设想实施 x2年上限。   

    此外,我还将 Eagle 用于印刷电路板方面。  TI 是否有 PCB 设计工具/模拟器可促进更轻松的协作?

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    你好,瑞安,

    如果您使用的是 Y 型电容,请尝试将 Y 型电容(但不是电阻器或铁氧体磁珠)安装在尽可能靠近 OPAMP 电源电压引脚的位置。 只有这样,您才能获得超低寄生电感 Y 型罩的最佳优势。

    如果您不想使用 Y 型耳罩,则可以按照我为另一个线程创建的示例布局执行此操作:

    查看 C2和 C4安装到 OPAMP 的距离。

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    谢谢凯,我感谢他的解释。  由于我已经在 TINA 中模拟了 X2Y 轴瓦盖,构建 了 Eagle Library / Schematic / PCB,并在 Mouser 上识别了部件,我想我将坚持使用 X2Y 轴瓦盖,直到我有充分的理由不这样做。  你怎么看?

    根据您上次的回复,我更新了 X2Y 轴承盖的位置,这实际上有助于缩小光放大器/无源器件的总体占用空间。  如果您有任何疑虑,请查看并告诉我

    谢谢,

    瑞安