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[参考译文] OPA547:电路稳定性,带回路反馈中的放大器。

Guru**** 1952840 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA547, 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/567486/opa547-stability-of-circuit-with-amplifier-in-feedback-of-loop

部件号:OPA547
主题中讨论的其他部件: OPA192

大家好,我正在设计一个当前源代码,这是我的设计:  

U1是具有与输出串联的分流器R1的驱动器。 U2,U3,U4形成INA,将OPA547的输出电流转换为电压,U5是ADC的输入缓冲器。 我反转INA输入并将反馈连接到OPA547的正极端子的原因是,通过断开INA输出并将U1的正输入接地,我可以将其转换为电压源。 然后在U1的输出和负输入之间添加一个反馈电阻,然后INA输出可以进入ADC以监控电流。 我觉得这使用的继电器更少。 另一件值得一提的事情是,虽然我理解离散INAS中匹配的问题,但我这样做是因为我 需要INA比547快得多,它的GBW为1MHz。 192的GBW为10MHz,每个增益小于10,总INA增益为~55。 我找不到TI提供的具有足够高带宽的增益的INA。 可能我没有正确使用参数搜索,所以如果你能建议一个零件,那么这将是很好的。  

我的目标是在具有300mA输出能力的输出上+/-15V操作。  

我做了一些尝试检查稳定性的事情,希望有人给我一些反馈,看看我做得是否正确,或者他们是否对如何更换此电路或选择更好的零件有任何建议,谢谢。  

我首先接地VG1输入并断开反馈,然后添加0 VDC和1VAC电源,并在TINA中执行相位/增益交流传输分析。 使用后处理器I绘制VFB/INP图。 这里是增益图,在这里我们可以看到一个在300kHz之前交叉的0。  

然后查看相位图,我发现VFB在300kHz时的相位裕度超过100,我理解这意味着电路稳定。  

最后,我输入了一些信号,并查看了DC瞬态稳定以查看振铃。 我的输入步长为100mV,上升时间为.1US,上升时间为200mV,上升时间为.1US,上升时间为5.46V。 最后一个值对应于将OPA547从+18V 500mA旋转到-18V -500mA。 在所有案例中,只有2个5 % 过冲,其中2个左右环在10-20美国内稳定下来。 这对我来说似乎是合理的,我主要只是希望电路最终在没有无限锁定不可恢复振荡的情况下稳定下来。  

我的下一步是尝试优化C1,以满足我想要驱动的任何负载电容。 如果有人能对我的分析提供反馈,并 让我知道我的假设是否正确,或者他们注意到我需要改变的任何事情,我将不胜感激。  

谢谢!  

附加的TINA文件:

e2e.ti.com/.../stabilityanalysis.TSC

  • 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。

    不知道为什么要关注宽带仪表运算放大器,因为OPA547仅为1MHz UGBW。  回答以下一些问题,我们可以提出最佳解决方案。  1) 输入信号幅值和频率2)所需的输出电压/输入电压刻度3)您尝试设计的所有负载范围(即电阻,电感,电容,多个? 4)电源电压是否可用?

    有关背景资料,请参阅下面的链接,这些链接将很有帮助:

    www.ti.com/precisionlabs

    观看 稳定性视频

    http://e2e.ti.com/support/amplifiers/precision_amplifiers/w/design_notes/2645.solving-op-amp-stability-issues.aspx

    PowerPoint中下载所有4个部件

    您可能还会发现V-I电路设计感兴趣

    e2e.ti.com/.../Design-and-Apps-Current-Sources_5F00_AFA.ppt

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    感谢Tim的回复,
    V-I电路设计文件非常有用,如果有任何明显的稳定性问题,改进的Howland泵可能会取代我的设计。

    1)输入信号的较高端大约为100KHz,输入电压当前约为+-5V (+-2.5V DAC进入增益为2的缓冲/增益级,但我可以根据缓冲级的需要进行调整)。

    2)输出电压/输入电压的最大期望标度是+-5输入电压范围映射到具有.2欧姆分流器的opa547的完整+-500mA输出范围。 但我可以根据需要调整Vin的比例,并通过继电器在不同的分流器中切换,以降低增益,从而在电路的较低Iout范围内提供更好的准确度。 我计算出Iout / Vin的增益方程是1/(R_sun*G_INA)。 INA的增益为55。 因此,.2欧姆分流器提供90mA/V的输出电压/Vin,并将电压范围从+/-5.4Vin扩展到+/-500mA输出。 如果我添加一个5欧姆分流器,我可以将+-5V输入扩展为~+-20mA输出,那么我将获得大约4mA/V的增益 所以,让我们说这2个分流值和增益是我想要使用的上下极限。


    3)我正在尝试设计电阻性和极小电容负载。 电容负载没有那么重要,只要电路只能处理基本寄生电容和较小的电容负载,我会高兴的。

    4)我有任何高达+-24V的任意电压。 opa547 I的最终输出电压是+-15 V,因此输入电压可以大于该电压。 我在上述电路中为opa192选择了+-18V,为opa547选择了+-20V。 (我为opa547选择了稍高的电压,以便为分流器降压和摆动导轨的电压损失留出一些空间。 我仍将为opa192的输入添加过压保护。)

    最后,我对宽带仪表放大器感到担忧,因为(从我对反馈环路中放大器稳定性的基本理解来看)我认为您希望反馈电路比驱动放大器更快(因为您可以在其他方面引入显著的相移)。 为了安全起见,我希望INA的速度比opa547快。
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