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[参考译文] TINA/Spice/OPA188:同一电路中OPA188&333的输出噪声

Guru**** 1952840 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA333, TINA-TI, OPA188, OPA376, OPA191, OPA192
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/568567/tina-spice-opa188-output-noise-of-opa188-333-in-same-circuit

部件号:OPA188
主题中讨论的其他部件:TINA-TI,OPA333 OPA376OPA191OPA192

工具/软件:TINA-TI或Spice模型

将OPA333和OPA188置于以下相同电路中时,输出噪音非常接近,为什么?  已知RTI噪声在规格中为8nV/rtHz VS 55nV/rtHz。

BRS,JH

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    JH L,您好!

    在我看来,TINA-TI中的OPA188建模噪声不准确。 OPA333模拟的噪声似乎准确无误。 因此,您可以信任OPA333的图解,但不能信任OPA188的图解。

    一些评论:

    1.使用并联盖将非反相输入(R3,R4接点)上产生的偏置分离至接地,以减少这些电阻器对输出噪声的热噪声。 这种噪音将抵消活动设备噪音本身的任何影响。

    对于OPA188,总电源电压至少应为4V (而您的电压为3V)。

    3.确保电路中的100M反馈电阻器不会显示任何模拟不稳定(通过在电路上运行瞬态和交流分析)。

    4.我相信您是在每个器件输出引脚上显示图解,而不是在您电路的“输出”节点上显示图解(由于R6和C3的原因,该节点应该具有16Hz的低通特性)。 请验证。

    此致,

    Hooman

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    亲爱的Hooman:

    我们构建了一个真正的PCBA来测试电路,发现使用在TINA中模拟的相同电路时,输出噪声约为20mVpp,而模拟输出噪声仅为600uV x 6.6 =4mV,使用OPA333时,差异很大。 我们知道为桥接4x100Kohm电阻器提供清洁电源非常重要,因此我们使用电池为其供电,就像CR2032一样。 捕获的输出噪声可以低至12MV,但仍是模拟输出噪声的三倍。 我们正在对赛道进行现场优化,如果您有任何意见,这将是非常好的。

    到您的评论。

    1,使用R4添加100nF参数上限对于实际测试数据的输出噪声会更差。 使用OPA333切碎放大器时,可能是由此盖引起的电荷注入? 我不确定。

    2,我们将采用OPA333,而不是OPA188。

    3,是的,我们检查了它。 幸运的是没有铃声。

    4,模拟的输出噪声在"输出"处。

    最后, 您的评论"这些电阻器的热噪声会影响输出噪声。 这种噪音会压倒活动设备噪音本身的任何影响。"让我们感到困惑。 我们知道1Kohm电阻器的噪声密度约为4nV/rtHz,因此R3||R4提供50kohm的源电阻,然后其噪声密度为4 x SQRT (50)=29nV/rtHz,它只是OPA333输入电压噪声55nV/rtHz的一半左右。  但是,如果55nV/rtHz是输出噪声的主要原因, 则模拟输出噪声4mVpp距离实际测试数据12MV很远。   您是否发现任何可能的原因?

    谢谢,JH

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    JH L,您好!

    当您在输出处测量20mVpp时(而不是预期/模拟4mVpp),您的"源"设置为什么? 是电路内还是短路? 我提出这个问题的原因是为了消除您的来源可能产生的任何固有随机噪音?

    在此模拟中,您使用了理想的电源(0欧姆系列电阻)。 这与您正在使用的真实来源的距离有多近? 任何源电阻(假设它相当于约50kOhm)都将对噪声产生影响,此外还会产生任何固有噪声。

    50k噪声比OPA333输入参考电压噪声低,这是正确的,但它仍然是整体噪声的可测量组成部分。 我不明白为什么去耦合偏压会使电路噪音更高!

    反馈中的100m电阻器如何。 您是否有任何数据表/规格可供分享有关该电阻器的信息? 一些高值电阻器结构比其他结构噪声更大。 我指的是碳化合物,金属膜,玻璃等

    我已经模拟了您的电路并获得了与您所获得的相同的TINA-TI模拟结果。 主要噪声源是OPA333输入参考噪声电压,通过闭环增益获得约2000 V/V (100m / 50k),从而产生110uV/rtHz,在“器件输出引脚”(与模拟匹配)时,在~100Hz下转换为约1.2mV_RMS。

    对于您可能遇到的问题,我没有明确的意见/答案。 希望这个论坛上的其他人也能提出一些想法?

    请告诉我 有关您的来源特征的上述问题。

    此致,

    Hooman

     

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    你好,Hooman,

    在我的真实板上,没有像TINA中显示的VGA1那样的"来源"。 只有4个100Kohm的金属膜电阻器作为等效的桥传感器工作,我觉得这样可以检查主板噪音。  

    通过以下简单的同步,TINA完全包含电阻器噪声。  100Mohm电阻器作为RF工作,在计算交流噪声时应忽略它,因为它与R1||R2 (50Ohm)并联,输入串行电容C1对交流噪声短路。  板载100Mohm电阻器为金属膜。

    因此,总显性RTI噪声约为 SQRT ((4nV/rtHz x SQRT (50))^2 + (4nV/rtHz x SQRT (50))^2 +(55nV/RT/Hz)^2)= 68nV/rtHz。 输出噪声为68 x 2000 x SQRT (16x 1.57) x 6.6 Vpp,4.5mpp 我的真实主板测试还有很大的差距, 用电池给主板供电,没有明显的改进。

    我不太确定输入串行电容10uF如何影响电路中的噪声,尤其是使用100Mohm反馈电阻器时。  这是否 可以简单地忽视?  似乎TINA忽略了它。  是否讨论过类似应用的文章?

    感谢您的任何反馈。  

    BRS

    JH

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    您好,

    在实际电路板上进行了更多的调查后,发现在我的电路中,100Mohm反馈电阻器的热噪声可以忽略,TINA的模拟结果绝对正确-:)

    噪音较大的根本原因可能来自主板上"桥接传感器"的电源噪音。 让我困惑的是,为什么使用CR2032等电池为"传感器"供电时,输出噪音没有明显降低。

    请参阅公共文件"化学电池电压噪声测量"测试结果,几乎所有类型的电池的噪声数据都比有源集成芯片电源低得多。 是否有人对此有任何评论? 谢谢。

    BRS
    JH
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    JH,
    在噪声敏感型应用中,您不能将斩波放大器(如OPA333或OPA188)与桥式传感器输入一起使用,因为这类放大器的前端切碎会干扰持续时间短(极少的非秒)的输入偏置,IB,电流峰值,其幅度高达100nA。 因此,在您的应用中,这些IB峰值会转换为桥接电阻器上的电压峰值(Vpp=100nA*100k=10mV),从而增加整体噪声。
    对于桥接传感器精度应用,请使用线性运算放大器(非自动调零):低电源电压OPA376 (VSS_max=5.5V)或OPA191或OPA192以获得更高的电源电压(VSS_max=36V)。
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