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[参考译文] 寻找精密放大器,为低频压电式液体电话构建单位增益缓冲器

Guru**** 1125150 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA191, OPA376, INA110, INA163
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/616594/looking-for-a-precision-amp-to-build-a-unity-gain-buffer-for-low-frequency-piezoelectric-hydrophone

主题中讨论的其他部分:OPA191OPA376INA110INA163

您的运算放大器太多了,我都迷失了。  我正在为一个非常具体的应用程序寻找产品建议。  该系统用作水文标样的主要校准。  我需要设计一个精密单位增益缓冲放大器,将水文电话连接到真正的RMS电压表。  该输入直接连接至非接地压电球,作为4 nF电容上的平衡充电源工作。  该输出将驱动Keithley 2000 DMM的单端10M Ω 输入阻抗。  电压跨度为1 mVrms至300 mVrms,频率跨度为1 Hz至4 kHz。  首选配置是将缓冲放大器直接连接到传感器的BNC连接器,该连接器通过1.5 "导线直接连接到陶瓷。  另一种配置是使用平衡屏蔽电缆的1 m 将换能器连接到缓冲器。

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    您好,Greg,

    我们将尽力帮助您找到合适的零件。
    您已经提供了有关您的项目的详细说明,这对我们非常有帮助。
    但是,您能否分享一个显示所描述的连接的示意图? 哪种电源可用?

    此致,
    Miriam
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    感谢您的回复。  下面是一个简化的示意图。  我可以提供高达+/- 24V的单或双电源电压。  缓冲器的作用是使陶瓷球上的平衡电压适应DMM的接地参考输入,而无需修改信号。  实际信号是一个正弦波电压,在1 Hz至4 kHz的频率范围内,从1 mV到200 mV RMS不等。  我更喜欢使用表面安装组件在带有集成BNC连接器的小型Pomona型盒中实施缓冲器,以便缓冲器放大器可以直接连接到水听筒盒上的BNC插孔。  在测量过程中,相同的安培值将在互补倒数水听器之间来回移动。  最终计算取决于两个水听器的相对电压输出,因此增益是否精确为单位(A=1)无关紧要,只要增益是稳定和一致的。

    此致,

    Greg Blasdell

    水下声音参照系

    NUWC分部,纽波特

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    我想原理图没有通过。 我可以通过电子邮件发送PDF。

    格雷格
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    您好,Greg,

    您是否使用了丰富的格式和附加工具? 拖放通常不起作用。

    最佳,
    Miriam
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    e2e.ti.com/.../Simple-Buffer-Amp.pdf

    好的,我尝试了‘插入’。  这是我第一次使用这个。  附件是一个pdf文件。

    格雷格

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    您好,Greg,
    感谢您的分享。 我还有一些最后的问题。 测量中的重要事项:低偏置电流,低偏移(例如 800uV或更低),低噪音? 您是否知道液体电话中电阻/阻抗的值?
    此致,
    Miriam
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    米里亚姆,

    水听器仅由装有DB脚轮油的橡胶套内的原始PZT球组成。  当使用HP 4192 阻抗分析仪测量时,它会呈现纯电容,并且功耗为0.001。  电导读数提供超出范围的指示,因此我们正在研究数十千兆欧范围内的等效并联电阻。

    缓冲放大器需要具有尽可能低的自噪声。  我正在寻找 10 uv或更低的输入偏移电压,以及不超过50 pA的输入偏置电流。  我们用于测量声学投影仪驱动电流的电流设备使用的是指定为小于15 PA的输入偏置电流设备。

    缓冲器的关键功能是读取暴露在特定声压下的水文电话A的输出,然后将其切换到暴露在相同声压下的相同水文电话B。  校准取决于能否在1 Hz至4 kHz的范围内准确测量两个静液压电话输出电压之间的差值,可达100uV。  我知道这是一项艰巨的任务,但我希望最新的集成运算放大器设计能够胜任这项任务。

    此致,

    格雷格

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    您好,Greg,

    是否要将输出居中于零? 如果是,则应使用双电源作为缓冲区。 静液压电话是否参考接地或参考电压? 参考电压在缓冲放大器处变换共模。

    根据您的信息,我建议您使用OPA191或OPA376。

    OPA376具有5uV的典型偏移和10pA的最大输入偏置电流。 但最大电源电压为5V,即,必须衰减可用的24V电压,或者您可能已经有此电压可用。  如果输出信号应居中于零,则应应用+/-2.5V。 如果您使用单电源,则应参考5V电源输入处的2.5V,以确保输出不会被夹住。

    我随附了一个OPA376示例。

    OPA191处的电源电压最大为36V,适合您的可用电源。 但同样,请确保在输入处没有使用正确的参考裁切输出。

    考虑使用输出过滤器限制缓冲区的带宽以限制噪声。 它是否取决于人的听力(20-20kHz)? 最好的是在过滤频率上增加十进制,以实现人类听力,例如滤波器在200kHz下相应地切断。

    如果输入偏移电压不如您最初考虑的重要,您也可以使用输入偏置电流较低的INA。 对我来说,比较水听器似乎只是很重要的,如果它们具有相同的偏移量,结果就不应受到影响。

    希望这能有所帮助,

    Miriam

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    谢谢Miriam。

    静液压电话电源电压未接地。  它是4 nF电容之间的未基准,平衡RMS电压。  因此,我假设  差分输入上需要某种形式的平衡偏置电阻器电路。  频率范围严格为1 Hz至4 kHz,因此它位于中声波到亚声波区域。  我们可以使用最大平坦低通滤波器,其截止频率远低于20 kHz。

    我可以产生高达+/-50 Vdc的任何双极电源电压。

    格雷格  

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    您好,Greg,

    您对偏置电阻器是正确的。 考虑到输入和输出为交流耦合时输入偏移电压不如预期重要,您可以使用INA110,它的最大输入偏置电流为50pA,但输入偏置电压最高为250uV。 FDA对您的应用非常有利,因为输入是差分的。
    INA163的数据表(图5)中给出了交流耦合和偏置的应用示例,用于模型供电麦克风前置放大器。
    这对您的应用是否可行?

    最佳,
    Miriam
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    您好,Greg,
    我希望您能够解决您的问题。
    如果您有任何疑问或需要进一步的支持,请联系我们。
    最佳,
    Miriam