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[参考译文] TLV8811:无反相放大器的输出未输出。

Other Parts Discussed in Thread: LM7705, TLV8811, OPA1671, OPA376, TLV376, TINA-TI, TLV8812
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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1071180/tlv8811-the-output-of-the-non-inverting-amplifier-does-not-come-out

部件号:TLV8811
线程中讨论的其他部件:LM7705测试OPA1671OPA376TLV376TINA-TITLV8812

非反相放大器的输出未输出。

 

电路图如下所示。

射频为1Mohm,RG 为10kOHM。

 

VIN 的波形介于+20mV 和-20mV 之间。

 

我应该如何装饰电路图?

运算放大器芯片为 TLV8811DBVR。

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    您好,JiHoon,

    对于输入电压部分为负的双极输入电压,您还需要双极电源电压。 或者至少来自 LM7705或类似设备的接地针脚处有一个小的负极电源电压:

    e2e.ti.com/.../jihoon_5F00_tlv8811.TSC

    您使用什么电源电压?

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    您好,JiHoon,

    请遵循凯的建议。 以下是  每个电源电压轨的 TLV8811输入共模电压范围(1.8V 直流至5V 直流)。 数据表以3.3 VDC 作为示例显示,最小 VCM 必须高于0伏或接地。   

    如果您还有其他问题,请告诉我们。  

    最佳

    雷蒙德

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    已更换 R1和 R2。 R3和 R4也已更改。 R5和 R6也发生了变化。

    输入电压的直流偏移为80mV,波形从+100mV 到+60mV。

    输入电压中没有负电压。

    电源电压为3.3V 至 V+,GND 至 V-。

    当我通过在上述电路图中添加1uF 进行测试时,波形首先出现,但随着时间的推移,波形不会出现。

    如何获得连续输出波形?

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    您好,吉勋,

    是的,电路一直工作,直到输入偏置电流完全充满 C1。 之后,输入变为饱和。

    C1后面缺少输入偏置电流的路径。 您最终应该建立一个伪接地,以允许负的输入电压,例如:

    e2e.ti.com/.../jihoon_5F00_tlv8811_5F00_1.TSC

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    您好,吉勋,

    感谢 Kai 回复了我们的询问。  

    电源电压为3.3V 至 V+,接地至 V-...

    是的,您的初始电路正在工作,因为 VCM 符合线性操作要求。  

    正如凯指出的,插入 C1后,电路缺少所需的 VCM。 Kai 在 VIN+输入端子处放置了1.25V 直流偏压。 如果从分压器中将每个 VCM 的2.5VDC 替换为0.16Vdc,则结果应该与上述结果相同。

    请注意,C1和500kΩ 形成了一个高通滤波器,输入频率必须大于高通截止频率(否则输入信号将衰减)。  

    最佳

    雷蒙德

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    根据您发布的电路图进行测试后,输出波形将显示,但不会放大。

    不应该交换 R1和 R2?

    V+为3.3V,V-为 GND。

    此外,输入电压是60mV ~ 100mV 的波形。

    我不能使用5V。

    我需要使用3.3V。

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    根据您发布的电路图进行测试后,输出值就像您发布的图表一样。

    但我需要放大,我该怎么做?

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    您好,JiHoon,

    这是您可能需要的电路。 您需要使用超级定位方法来解出内容。 下面的示例使用+/-10mVpp 以20Hz 的频率进行模拟。

    下面是您将如何计算它:

    1.接地 V3为1.65V 直流,从 VIN+侧测量 Vout1,例如1.660V 直流(1.65V + 10mVpk),增益= 101 V/V

    2.然后接地 VIN+侧,从 V3侧测量 Vout2,其中 Vout2 =-100V/V*1.65V

    3.添加 Vout1 + Vout2,Vout_total 的总和=   Vout1 + Vout2

    例如,在上述示例中,Vin+= 1.640V,Vout1 = 101*1.640 = 164V,Vout2 =-165V,Vout_total =-1V 之和,电压小于1.655V 或约655mV (我没有考虑运算放大器的 Vos)。  

    输入电压是60mV ~ 100mV 的波形。

    如果您的输入信号为+/-20mVpp,您必须将1MΩ Ω 范围缩小到500kΩ Ω 才能工作(您可以增加稍多的增益,但 BW 将会减少)。 此外,由于 TLV8811的英镑较低,您的带通滤波器区域非常狭窄,BPF 部分大约为100Hz ( 在增益=50 V/V 时为-3dB 点时为<120Hz),请参阅以下模拟。  

    注意:增益*BW =英镑或6kHz,其中增益=50 V/V,BW 点为-3dB =6k/50 = 120Hz。  

    e2e.ti.com/.../jihoon_5F00_tlv8811-Vcm-01252022.TSC

    我将结束本次调查。 我认为你应该能够找出其余的问题。 如果您还有其他问题,请告诉我,我将在明天上午回答。

    最佳

    雷蒙德  

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    如果您看一下电路,您使用的是1.65V,但我只能使用3.3V。

    此外,输入频率范围约为100Hz ~ 300Hz,您是否可以为此绘制电路图?

    如果收益下降一点,这是可以的。

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    您好,吉勋,

    TLV8811具有太低的增益带宽,因此只能通过一个增益阶段实现增益。 您需要两个阶段,并在两个阶段均匀分配增益。 例如:

    e2e.ti.com/.../jihoon_5F00_tlv8811_5F00_3.TSC

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    您好,JiHoon,

    感谢 Kai 的仿真和电路改进。 正如凯指出的,TLV8811的单位增益 BW 在6kHz 时过低。 如果输入范围为100-300Hz,则电路的增益必须小于20 V/V (在-3dB 点时为6kHz/300Hz)。  如果您要使用单级放大,您可能需要选择一个更高的 BW 运算放大器,例如 OPA391 或 OPA396 或类似的运算放大器。  

    原因是:您的要求需要获得大约75-100 V/V 的增益 在300Hz 输入信号时,截止频率更倾向于在最小值>3kHz (无相移)。应用的运算放大器的最小带宽应为 BW > 300kHz (3kHz*100)(使用增益带宽产品方程预测要求)。   

    使用两个分阶段扩增,总增益为8.5*8.5 = 72.25 V/V (或37.18dB,如图所示)。 如果您不关心输出的相移,这可能是足够的。

    如果您还有其他问题,请告诉我们。  

    最佳

    雷蒙德  

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    没有足够的空间来容纳零件。

    所以我只能用一个运算放大器。

    它不能仅使用一个运算放大器放大?

    上图是经 I 测试的电路。


    输出波形为130mV 至230mV。


    输出电压的直流偏移为180mV。


    VG1也是60mV 到100mV。


    VG1的直流偏移为80mV。


    以上波形值是使用示波器测量的结果。


    计算实际增益为50mV/20mV=2.5。


    理论上,收益应为8,但仅为2.5。


    我们如何真正获得8的收益?

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    您好,吉勋,

    测试过程中的输入信号是什么(波形,频率)?

    此外,请勿使用示波器探头直接接触 TLV8811的输出。 示波器探头的电容负载可能会导致不稳定。 根据数据表第7.4.4节添加隔离电阻器。

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    您好,吉勋,

    您测试的电路的增益应为8。 请在运算放大器输出处插入100Ω Ω 电阻器,输入频率为100Hz,您应该得到以下结果。  

    如果没有交流输入信号,则 TLV8811的输出应以大约1.65V 直流的电压进行测量。

    当交流输入为±20mV (阻止直流)时,TLV8811的输出应测量为±8*20mV = ±160mV,结果为每包装1.81Vpk (1.65+0.160V)和1.49V_valley (1.65V-0.160V)。  

    如果您还有其他问题,请告诉我们。  

    最佳

    雷蒙德

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    下图是输入信号波形。

    时间 DIV:0.1毫秒

    伏特四伏:5mV

    下图是数据表中的“滚动频率”。

    输入信号来自的芯片是麦克风传感器。

    麦克风传感器的部件名称为 PMM-3738-VM1000-R

    我们没有配件空间,所以我们不能只使用下面电路图中的部件获得放大信号吗?

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    我没有100欧姆,所以我用10千欧测试了它。


    输入信号为60mV ~ 100mV,输出信号为100mV ~ 240mV。


    增益为70mV/20mV=3.5。


    这些是使用示波器测量的结果。

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    您好,吉勋,

    正如雷蒙德所提到的

    ~引用 userid="423757" url="/support/vacers-group/vacers/f/vacers-forum/1071180/tlv8811-the-out-out-of the -the non-invernting-ting-ample-do-no-be-out/3969451#3969451"]如果没有交流输入信号,TLV88的 输出应以1.65Vdc 的电压测量。

    当无输入信号时,OPAMP 的输出电压应为1.65V (1µ Ω 帽左侧的输入端子接地)。 所以有什么问题。

    我看到的另一个问题是,输入信号看起来像具有高信号谐波。 这不是真正的100Hz 信号。 当我们谈论100Hz 信号时,通常是指100Hz 的正弦。 100Hz 正弦波没有谐波。

    因此,无论您尝试做什么,它都不能与纳米功率 OPAMP 一起使用。 微功耗运算放大器的带宽太低。 考虑使用微功耗 OPAMP,甚至是标准 OPAMP,显示100µA µ...1mA 范围内的电源电流。 这将能够为放大提供单增益级。

    供应电流在您的应用中是否至关重要? 换句话说,您可以允许什么供应电流?

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    您好,吉勋,

    正如凯建议的那样,您可以考虑配置一台功能正常的发生器,并在发生器的输出频率为100Hz 时配置从60mV 到100mV 的正弦波,并检查增益设置。 如果您使用具有以上所述输入的功能发生器,则应从模拟中获得精确的输出模式(您的时间轴将不同,但信号周期应相同)。  

    另一件事我不清楚。  PMM-3738-VM1000-R  是一款麦克风传感器,输入 BW 响应范围为100Hz 至10kHz。 设计的运算放大器电路的带宽仅为300 Hz。 我不知道你在做什么。 您如何控制音频频率(例如100Hz 或 100Hz 至300Hz)?  

    请告诉我们您正在尝试做什么。 如果麦克风必须在100Hz 至10kHz 或更高频率之间工作, TLV8811 运算放大器是应用程序的错误部分。  

    最佳

    雷蒙德

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    如下图所示,输入信号被删除,输出波形被测量。

    时间 DIV:0.1毫秒

    伏特四伏:50mV

    输出波形为180mV。

    我不知道如何检查电源电流。

    请告诉我如何检查它?

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    您能否推荐一个可将输入频率从100Hz 放大到10kHz 的运算放大器?


    我的目标是用运算放大器放大麦克风输出信号,并将其放入 MCU 的 ADC 输入端子中。


    MCU 部件名称为 MK64FN1M0VDC12。

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    您好,吉勋,

    我认为您的 TLV8811已损坏。 拿一个新鲜的。

    同样,您可以允许使用 OPAMP 的什么电源电流? 为什么您选择了一个纳米级 OPAMP?

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    您好,吉勋,

    您能否推荐一个可将输入频率从100Hz 放大到10kHz 的运算放大器?

    您能否告诉我们您正在尝试对音频应用程序执行什么操作? 我认为您只需要一个声道即可用于音频应用。  

    我搜索了一些低电压和低成本音频放大器。 以下是建议的部件。 例如,OPA376,TLV376,OPA1671可能适合您,它们都具有 SOT-23 (5引脚)封装,并且可运行高达3.3VDC。  

    如果我们有明确的要求,可能还有其他运算放大器选项。 据我了解,您的音频频率范围为100Hz-300Hz,但麦克风可以接收10kHz 或更高频率的任何音频信息。 根据当前设计,运算放大器无法过滤 超过300Hz 的任何音频频率。 假设当前 TLV8811的截止频率为300Hz。 在3kHz 时,运算放大器只能衰减约-20dB。 3kHz 时的20mV 输入信号只能衰减到大约0.1*20mV = 2mV。 如果麦克风在3kHz 时接收到200m8的噪音,运算放大器的输出在3kHz 时仍有20mV 的信号,这可能是正在发生的情况。  

    我将按照 Kai 的建议更换 TLV8811,并查看输出信号是否得到改善。 连接麦克风之前,您需要使用100-300Hz 的功能发生器检查运算放大器的性能。 有了一台功能发电机,您就可以在振幅上获得完美的 input_sinewave*增益,例如100Hz。 如果没有,请将 TVL8811更换为新的 TVL8811 (假设其它电气连接正常且正常工作)。   

    https://www.ti.com/amplifier-circuit/op-amps/audio/products.html?pqs=paqs&familyid=585#p480=1;1&p1261min=1.7;3.3&sort=p1261min;asc

    如果您还有其他问题,请告诉我们。

    最佳

    雷蒙德

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    您好,吉勋,

    这里需要补充一点:即使您的音频信号频率较低,您仍需要在这些频率范围内获得高开环增益才能准确再现信号。  请注意,在100 Hz 时,AOL 小于40 dB;这非常低。  TLV8811主要用于在极低电流下进行直流缓冲;根本不存在动态保真度。  这意味着您从 TLV8811中获得的波形将与实际麦克风波形发生显著失真,您将无法达到麦克风数据表中提到的0.1%的 THD。

    所以,上述的安大列尔是更好的选择。  OPA1671数据表中有一种麦克风设计,请参见下文,您可以使用此设计作为参考。

    此致,

    迈克

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    我尝试使用音频应用程序时,系统会通过接收“帮助”字样来自动呼叫911,并将其输入到麦克风中。


    我想购买 OPA1671。


    OPA1671可以接受100Hz 到10kHz 的输入信号吗?


    使用 OPA1671时是否有问题?


    如果使用 OPA1671没有问题,我能否获得3.3V 作为电源的电路图?


    运算放大器的输出信号应为-0.3V 至3.6V。


    电路图中不应包含尽可能多的零件。


    此外,经确认,当 TLV8811中没有输入信号时,1.65V 会发出。


    麦克风输入信号的直流偏移为0.85V,波形范围为0.7V~1V。

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    您好,吉勋,

    这里可以使用数万亿个运算放大器和电路。 但为什么您选择了一个纳米级 OPAMP? 因为您的应用中存在供应电流问题? 麦克风放大器的电源电流是否有任何限制?

    此外,话筒放大器的电源电压来自何处?

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    您好,吉勋,

    OPA1671可以接受100Hz 到10kHz 的输入信号吗?  使用 OPA1671时是否有问题?

    目前 ,除非您可以使用 SC70 (5)封装,否则 TI 商店中没有 SOT-23 (5)封装的库存。   

    请回复凯的评论。  此外,麦克风的 BW 适用于该应用? 100Hz - 10kHz,或者您希望运算放大器 在100Hz - 20kHz 音频范围内工作。  请参阅 OPA1671  的数据表。  

    最佳

    雷蒙德

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    使用纳米级光放大器的原因是,选择它只是基于电源电压。


    我不确定如何检查麦克风放大器的供电电流限制。


    您可以参考以下电路图,了解麦克风放大器的电源电压。

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    电路图中的电源电压为5V,通过将5V 更改为3.3V 来连接是否正常?

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    您好,JiHoon,

    我不确定如何检查麦克风放大器的供电电流限制。

    您可以在3.3V 稳压器的输出端连接10 30Ω 负载,输出电压不应明显下降。 根据数据表,开关稳压器在环境温度下的电流最高可达500mA。   

    通过将5V 更改为3.3V 进行连接是否正常?

    是的,3.3V 电源轨工作正常,请参阅封装电路。  

    e2e.ti.com/.../jihoon_5F00_tlv8811-microphone.TSC

    如果您还有其他问题,请告诉我们。  

    最佳

    雷蒙德

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    您好,吉勋,

    我会这样做:

    e2e.ti.com/.../jihoon_5F00_tlv8811_5F00_4.TSC

    VG1,V1和 R1型号的麦克风。 V2是微控制器,麦克风和 OPA1671共用的3.3V 通用电源电压。 该电源电压由“SC195”产生,“SC195”是一个高频 DC/DC“切换器”,产生大量高频噪声和振铃。 由于微控制器将在公共电源电压线路上增加大量噪音,因此有必要在麦克风(R5,C4),OPA1671 (R6,C3)和假接地“发生器”(R4,C2)上添加严格的电源电压过滤。 只有在3.3V 电源电压稳定,清洁且无噪音的情况下,才能卸下 R4,R5和 R6。 但如果没有,所有这些噪音将在 OPA1671阶段放大,并将完全破坏麦克风放大器的性能。 所以请注意!

    选择增益的目的是为了避免 OPA1671的输入信号为20mVp 而过载。 R8将输出与电容负载隔离,这是确保稳定性所必需的。

    R9和 C5提供26Hz 高通滤波的角频率。 R7和 C6提供大约10kHz 的低通滤波器角频率。

    在像您这样的紧急呼叫应用中,进一步缩小频率响应范围是明智的。 “老式”模拟话机的频率响应为300Hz 和3.4 kHz。 负责这一决定的工程师非常聪明,因为通过以这种方式限制频率响应,呼吸噪声和流行噪音不能轻易地使麦克风和麦克风放大器过载。 超过4kHz 的频率不会传输重要的语音信息,而只是传输不必要的噪音。 因此,您应该考虑频率响应的这种缩小。

    关于 OPA1671放大器的噪声影响的一些词语:在94dB 声压下,20Hz 至20kHz 频段中的麦克风噪声指定为62dB (A)。 94dB 声压下的麦克风灵敏度为-38dBV。 因此"A"加权噪声级别为-100dBV 或10µVrms Ω。 这会产生大约70nV/SQRT (Hz)的噪声密度。 当查看 OPA1671 (1kHz 时为7nV/SQRT (Hz))的数据表时,噪声要比 OPA1671产生的噪声大得多。 而 R9 (其余的主要噪声源)的噪声密度仅为10nV/SQRT (Hz)。 因此,OPA1671输出处的几乎所有噪音都来自麦克风。

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    我误解了输入信号。

    输入信号的直流偏移为0.85V,波形范围为0.7V~1V。

    输出信号应为-0.3V 至3.6V。

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    我误解了输入信号。

    输入信号的直流偏移为0.85V,波形范围为0.7V~1V。

    输出信号应为-0.3V 至3.6V。

    只能使用3.3V 电压。

    所以,我不能使用 V1 800mV。

    零件空间不足,因此应将零件保持在最小。

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    您好,吉勋,

    V1,VG1和 R1是麦克风的一部分,V1的值在模拟中不起任何作用,因为它被 C1阻止。 如果增益对您的口味来说太高或太低,那么只需通过增加和/或减少 R7和/或 R9来根据您的需求进行调整。 您在许多标牌上说,来自麦克风的信号为+/-20mVp。 为什么现在它会有所不同?

    顺便说一句,为什么不自己进行这些模拟? TINA-TI 是免费的,可从以下位置下载:

    https://www.ti.com/tool/TINA-TI

    正如我已经说过的,如果你想省略滤波,你可以这样做,但你必须提供一个干净,稳定和无噪音的3.3V 电源电压。 否则,您将陷入灾难。

    为什么麦克风放大器的位置受限? 它是否与微控制器位于同一印刷电路板上?

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    您好,JiHoon,

    零件空间不足,因此应将零件保持在最小。

    我认为这可能适合有限的空间。  麦克风输入被置于逆变器输入位置,这将提高 OPA1671的 THD 性能。 此外,电路在非反相输入处消除了一个耦合电容器(不能显著节省空间)。   

    e2e.ti.com/.../2768.jihoon_5F00_tlv8811-microphone-02072022.TSC

    我将增益从70 V/V 范围降低到10 V/V,这接近电路能够使用3.3V 电源轨处理的最大放大倍数。 由于在 OPA1671的电源轨上可能没有过滤出更高频率噪音的空间,因此您可以考虑检查 SC195开关调节器输出处的3.3V 波纹电压。 使用低 ESR 陶瓷电容器降低 电脑控制器输出的开关波纹。

    如果您还有其他问题,请告诉我们。  

    最佳

    雷蒙德  

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    您发布的电路图是反相放大器。


    请将其设计为非反相放大器,而不是反相放大器。


    我需要一个非反相放大器。

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    麦克风信号不是+/- 20mV 的原因是我测量的示波器错误。


    麦克风传感器与微控制器位于同一电路板上。


    没有太多的可用空间,因为在这种情况下,必须在先前设计的电路板上添加麦克风和放大器。

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    然后尝试一下:

    这绝对是您所需要的最低要求。

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    为什么有两个输入 VG1和 PMM-3738?


    请仅输入一个。


    20的增益似乎太高。 我认为将其设置为10是合适的。

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    您好,吉勋,

    [引用 userid="51111111" url="~/support/扩音器-组/放大器/f/Amplers-forum/107180/tlv8811-the -输出非反相放大器- Does -不输出/3981122#3981122 ]

    为什么有两个输入 VG1和 PMM-3738?


    请仅输入一个。

    [/引用]

    所以我们不想为麦克风供电?

    [引用 userid="51111111" url="~/support/扩音器-组/放大器/f/Amplers-forume/107180/tlv8811-the -输出-非反相放大器-不-输出/3981122#3981122]20的增益似乎太高。 我认为将其设置为10是合适的。[/引用]

    这不是20的增益,而是20dB,等于系数10的增益。

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    您好,JiHoon,

    Kai 已向您展示了如何正确配置麦克风。 如果增益过高,R1可能会略微下降。 电路的增益等式(1 + R2/R1)如下图所示,我在 R1中选择了一个通用电阻值 pf 54.9kΩ。 您可以选择不同的值,以便运算放大器在没有饱和的线性区域中运行。  

    输入模拟假设话筒在话筒输出直流偏移(0.8Vdc)上方和下方1kHz 时旋转+/-150mV。 OPA1671的输出取决于输入麦克风声压和频率范围。 因此,您只能在您或应用程序定义的额定水平上配置电路增益。  目前,由于传入声压超过额定电平+/-150mV,输出信号可能过高或失真。  

    最佳

    雷蒙德

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    OPA1617的评估板是否存在?

    我一直在寻找它,但它似乎不存在。

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    您好,JiHoon,

    我们没有 OPA1671EVM。  

    OPA1671是 TLV8812的直接替代产品。 您无需在现有占地面积上做出太大的改变。  

    以下是我们拥有的运算放大器 EVM。  

    https://www.ti.com/tool/DIYAMP-EVM#tech-docs

    最佳

    雷蒙德

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    我试图购买250 pF,但市场没有我想要的250 pF 的尺寸。

    所以,我想买240法郎。

    使用240pF 是否正常?

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    是的。

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    您好,JiHoon,

    是的,如凯所示,240pF || 54.9kΩ 将以大约12kHz 的频率生成一个主极,这在 您的应用中是正常的。  

    最佳

    雷蒙德

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    如果直流偏移为800mV,而我在800mV 时计算+/-150mV,那么它是否为650mV 至950mV?
    顺便说一句,Vsig 为700mV 到1000mV。 出什么问题了。

    事实上,当我用示波器测量时,直流偏移量为850 mV,波形范围为700 mV 到1000 mV。

    我正在尝试使用 Tina 程序进行模拟。
    如何添加 OPA1671?

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    您好,吉勋,

    麦克风的直流电平随麦克风的电源电压而变化。 因此,它可以是800mV 或850mV,也可以是其他任何东西。 但是,由于这种直流电压被高通滤波器盖 C1阻塞,这一点根本不重要。

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    您好,JiHoon,

    如何添加 OPA1671?

    请单击下面的链接并下载 OPA1671 TINA-TI 参考设计。  

    https://www.ti.com/product/OPA1671?utm_source=google&utm_medium=cpc&utm_campaign=asc-amps-null-prodfolderdynamic-cpc-pf-google-wwe&utm_content=prodfolddynamic&ds_k=DYNAMIC+SEARCH+ADS&DCM=yes&gclid=CjwKCAiAgbiQBhAHEiwAuQ6BkjmbZ18E8O4VreORvYG17XW-Qerk7D2uVlSmqk3-qFidUvZA2xlTXxoCdgQQAvD_BwE&gclsrc=aw.ds#design-tools-simulation

    如 Kai 所示,麦克风的直流偏置电压 被电容器阻塞;只有交流或音频信号通过电容器 C1。  

    最佳

    雷蒙德

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    我绘制了所有的电路图。
    顺便提一下,如何检查 Vout 图形和 Vsig 图形?

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    您好,吉勋,

    您是否观看过 TINA-TI 培训视频?

    https://training.ti.com/introduction-tina-titm-simulator?context=1127691-951878