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[参考译文] OPA378:您是否真的可以在高增益互阻抗设计中使用切碎器?

Guru**** 1658350 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA378, OPA392, OPA387, OPA333
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/1084429/opa378-can-you-really-use-a-chopper-in-a-high-gain-transimpedance-design

部件号:OPA378
《线程》中讨论的其他部分: OPA392OPA387OPA333

所以这是对早期 OSI 光电效应设计问题的后续。 当偏移电压至关重要时,我必须考虑如何真正做到这一点—  

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1078373/opa392-transimpedance-amplifier-for-photodiode-using-osi-optoelectronics-pin-10dpi-and-opa392?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=osi#

当然,切碎器可能很有趣,但是  

1.如果我们让输出简单地自我限制带宽,我们是否在某个时候不会产生峰值电压噪声? 而且——既然国民卫队在那里非常高,那可能是一个综合的噪音问题——我认为一个驻地协调员是谨慎的, 但是,OPA378没有显示超过10kHz 的点噪声,一些最近的切碎器更进一步地显示了这种噪声,这种噪声与建筑本身的剥落特性是一样的。 如果没有“点噪声”中的峰值信息,则不确定将该 POST RC 放置在何处。  

2.一些斩波器讨论谈到斩波器对输入偏置电流的影响? 我认为这不在模型中,应该考虑什么? 在这里,我想知道是否应该禁止使用这款应用程序中的切碎器,即使它们的偏移量和漂移量很大?  

下面是上述 OSI 设计要求的示例,  

这显示出相当好的输出点噪声,其中2.4Mohm 主导直至噪声增益真正高,对于较高的 F 没有什么太大的关系-但斩波器噪声可能不在这种宏观模型中。  

和文件,  

e2e.ti.com/.../OPA378-Zt-stage-for-OSI-PhotoVoltaic.TSC

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    迈克尔

    您可以模拟数据表中所示的 OPA378输入电压噪声频谱密度超过10kHz。  这样做表明,20nV/RT-Hz 一直到其900kHz 单位增益带宽频率—见下文。

    但是,我不确定为什么要使用 OPA378,最大 Vos 为+/-50uV,宽带噪声为20nV/RT-Hz,而不是 OPA392,最大 Vos 为+/-25uV,宽带噪声为4.4nV/RT-Hz。  此外,如果不使用附加过滤功能,则至少会导致107pA 错误-请参见下文。

    如果您希望 通过最小化偏移和总噪声来最小化电流错误,则更好的斩波器运算放大器是 OPA387,其宽带噪声为8.5nV/RT-Hz,最大 Vos 仅为+/-2uV。 但是,由于在下面所示的 TIA 应用中2.4Mohm 电阻器的热噪声占主导地位,人们仍然需要限制其带宽。

    在输出和跨反馈电阻器使用滤波 器可以将错误降至1pA -请参见下文。

    宏模型本身并不显示 IB 峰值,但它确实包括它们对整体 IB 幅度的影响。 这就是为什么 CMOS 非斩波器的典型 IB 在1pA 范围内,而 OPA387和 OPA378 IB 分别是30pA 和150pA。 尽管如此,斩波器的非对称 IB 峰值可能会通过不匹配的输入阻抗转换为偏移误差,因此,我们建议尽可能匹配输入电阻器-就像我们取消双极输入运算放大器中与 IB 相关的 Vos 错误而不取消 IB 抵消一样。  但是,与其他切碎器不同,OPA387和 OPA333的 IB 峰值非常匹配,因此它们更容易受到 IB 转换为 Vos 错误的影响。   

    e2e.ti.com/.../OPA387-Zt-stage-for-OSI-PhotoVoltaic-_2D00_-ML.TSC

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    谢谢马雷克,  

    正如您所指出的,当然还有更好的器件,但这些器件的静态电流当然要高得多。 OPA387是570uA,而 OPA378是我最初使用的125uA。 OPA392是一个很好的部分,但在1.22mA 下属于不同的类别。  

    是的,您可以模拟电压噪声,它在模型中看起来平坦-设备也是这样吗? 该图解以10kHz 的频率停止,当我在那里查看一些切碎器时,它们确实显示出输入噪声增加。 这是一个阴谋错误吗? 也许他们的电压噪声测量有较大的 R 值,并发现了电流峰值问题。  

    我想,您在末尾对这些峰值的 IB 匹配所说的是您想要匹配源阻抗-但这是否不是 F 值更高,这意味着在这个2.4Mohm ZT 示例中,我需要2.4Mohm 而不对 V+输入进行过滤? 这可能会对噪音造成一些伤害。  

    对于真正低功耗低偏置解决方案,切碎器看起来很有趣,缺少有关较高 F 时切碎器噪声影响的数据表或建模信息, 也许更容易的事情是简单的后滤波器,比输入 badk C 设置的所需信号带宽稍高一些。因此,这种设计正在尝试设置一个660Hz 反馈极,因此,2kHz 后 RC 可能会消除这些考虑因素?  

    是否有按设备编号列出的切碎器频率的汇总列表? 我知道,一般来说,这可能很难找到,但这似乎经常出现在 e2e 中。  

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    TI 器件中的电压噪声增加不多,但下面是一个例子——再次以20kHz 的频率停止——正在启动,但不清楚它的位置。  

    在切碎器频率区域,我模糊地回忆起一些设备,它们在这些类型的地块上显示了所有的噪音,也许这些设备不是 TI 部件? 我想我的观点是,我想知道所有这些部分是否都有,也许—  

    1.特征分析中未显示这些参数

    2.它们几乎肯定不是在客户模型中,而是在设计模拟中

    通过填补这些空白,可能会列出切碎器频率,从而使后 RC 频率的设置更舒适,远远低于此值。  

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    我确信,在较低的频率下,输入噪声频谱密度完全由输入级控制 ,因为 其他级的噪声由 第一级的增益衰减。  随着人们接近单位增益带宽频率,由于第一阶段增益的逐渐减少(其他阶段的噪声成为一个因素),输入电压噪声频谱密度往往会高于宽带水平,然后会因带宽限制而衰减。 我认为图表上显示的20kHz 上频只是由于所用设备的限制。  

    匹配的输入阻抗确实会增加噪声系数 SQ-RT(2),但它可以最大程度地减少偏移误差(由在不匹配的输入阻抗之间转换不等的斩波器 IB 峰值引起),这首先是使用斩波器放大器的主要原因。

    就切碎频率而言,我们通常会在数据表的应用部分或规格表中指定切碎频率,请参见下文。