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[参考译文] LM741:生成频率为1MHz的三角形波形

Guru**** 1737970 points
Other Parts Discussed in Thread: LM741, TLV9062, TLV3201, TLV3541, OPA684, OPA350
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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/622953/lm741-generation-of-triangular-waveforms-with-1mhz-frequency

部件号:LM741
主题中讨论的其他部件: TLV9062TLV3201TLV3541OPA684OPA350

大家好,

现在我想生成1MHz三角形波形,我在纸张中看到了如下理想。  如图所示,它包括一个比较器(A)和一个集成器(B)。  

因为我生成的三角形波形的频率是1MHz。 我已经看过LM741的数据表。 但我也不知道,我是否可以使用LM741作为复制器和集成器来生成这个三角形波形。 如果没有,您能推荐我使用有用的IC或放大器吗?

非常感谢您的帮助!

此致

 

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    Jackie,

    方形波形和三角形波形的电源电压和所需振幅是多少?
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    您好,Ronald:

    感谢您的回复。
    我已经看过LM741的数据表,我还可以提供15V电压或5V电压。 所需的振幅为0.5 * LSB或LSB,即3e-6 V或6e-4 V。但最重要的是1MHz三角形波形的频率。

    祝你一切顺利,
    杰基

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    部件号:LM741

    大家好,

    现在我想生成1MHz三角形波形,我在纸张中看到了如下理想。 如图所示,它包括一个比较器(A)和一个集成器(B)。

    因为我生成的三角形波形的频率是1MHz。 我已经看过LM741的数据表。 但我也不知道,我是否可以使用LM741作为复制器和集成器来生成这个三角形波形。 如果没有,您能推荐我使用有用的IC或放大器吗?

    非常感谢您的帮助!

    此致

    杰基

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    Jackie,

    以5V运行的TLV9062可提供此信号。 原理图中的接地线为1/2 VCC;可以使用简单的分压器。
    输出可以通过交流耦合和衰减来获得所需的信号电平。
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    Jackie,

    TLV9062可集成方波以获得良好的三角形。 但是,转换率不会成为一个好的比较器。
    为了获得更好的性能,请尝试将TLV3201用作第一个放大器(比较器),将TLV3541用作第二个放大器(放大器集成器)。
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    您好,Ronald:

    非常感谢您的友好回复和帮助!

    您的意思是,LM741对我的目的是否有用? 因为我还看到了带宽为1.5MHz的LM741的数据表。
    如果我使用TLV3201作为比较器,将TLV3541用作集成器,那么我是否还可以像图中所示直接使用我的电路来生成三角形波形? 因为我想使用最简单的电路来实现我的目的。

    感谢您的帮助!
    杰基
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    Jackie,

    带宽是一个小信号正弦信号开环单位增益(0dB)
    要使运算放大器"理想地"执行,即性能基于添加的电阻器和电容器,则运算放大器需要比无源元件在所有相关频率下的损耗更大的增益。 三角波和方波也有许多1 MHz的谐波。 对于大振幅和高频率,还必须考虑转换速率。

    今天晚些时候,我将把一个起始示意图放在一起。
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    Jackie,

    下面是接近1 MHz的TI-Tina电路。

    它可以使用一些调整来获得不同的频率和振幅。

    e2e.ti.com/.../triangle.TSC

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    您好,Ronald:

    非常感谢您的耐心帮助!

    您的意思是,我不能使用LM741来生成1MHz的三角形波形,因为1.5MHz带宽的LM741只能满足理想的情况。

    但我仍然不知道下面的原理图是否对我有效? 如您所建议,A (比较器)为TLV3201,B (集成器)为TLV3541。

    我期待着你的答复。

    再次感谢!

    杰基

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    您好,Ronald:

    我刚才看到了您有用的文件"triangle.tsc"。 非常感谢您的帮助!

    但我不知道为什么比较器和集成器使用中间电压而不是直接接地? 我不知道如何计算你电路中的振幅和频率。  

    在我的电路中,我知道振幅和频率的理论如下:

    但如果我使用的公式与本文中的公式相同。 我无法获得3e-4 V或6e-4 V的振幅和频率1MHz。

    那么,您能告诉我如何计算您电路中的振幅和频率吗? 或者,如果我的电路也有效,那么实现我的目的是否更简单?

    非常感谢!

    杰基

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    您好,Ronald:

    感谢您的参与。 我尝试过,现在频率接近1MHz。 但现在我对振幅有问题。

    我想生成接近+ 0.3 mV的三角形波的振幅。 但如果我使用你们的电路,我就不能产生负电压。 所以我改变了电路,就像我在下面的论文中的理论一样。

    然后我可以得到正负振幅。 但无论我如何改变电阻器和电容器,最小振幅为+- 2.7 mV,如下所示。

    所以我不能生成正负0.3 毫伏幅度。 你有什么建议吗? 也许我们应该尝试其他放大器作为比较器和集成器?

    我的文件已附加。

    e2e.ti.com/.../triangle_5F00_Jackie.TSC

    我期待你的答复。 非常感谢您的帮助!

    杰基

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    您好,Ronald:

    现在我有一个更重要的问题。 您知道哪一个单芯片或单个IC直接生成2MHz的三角形波形吗? 因为这种方式更简单。

    我知道一个像MAX038这样的。 您是否知道德州仪器(TI)的其它用于我的用途的优秀IC?

    非常感谢!

    杰基

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    Jackie,

    最好是有较大的三角形波和交流电偶并衰减,以获得+/-0.3mV

    e2e.ti.com/.../4213.triangle.TSC

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    您好,Ronald:

    我已经看到了您的电路。 太酷了! 我将选择此选项作为一个选项。
    但我还有一个重要的问题。 您是否知道哪一个IC芯片可以直接生成2MHz的三角形波形? 因为这种方式更简单。

    我知道一个像MAX038这样的。 您是否知道德州仪器(TI)的其它适合我的用途的单个IC?

    非常感谢!

    杰基
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    Jackie,

    集成函数三角生成器的问题是需求不够大。 这可能就是MAX038不再存在的原因。 只有在测试设备行业中才有适当的需求,即使他们关心性能,他们也会自行构建。 因此,我不相信TI销售这样的器件。

    我确实找到了一种TI设计来设计和构建一个三角形波形以及更多内容。www.ti.com/lit/ug/slau508/slau508.pdf
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    您好,Ronald:

    非常感谢您的帮助。

    根据您的建议 ,我想使用TLV3201和TLV3541来生成2MHz和+-0.6mV的三角形波形。  

    但我忘记告诉你我的目标。 在我们的大学中,我们希望使用IC生成三角形波形作为抖动信号。 这种抖动信号有助于提高ADC的性能。 这是 我们的目标。 这样,是否也适合使用TLV3201和TLV3541? 或者您有其他更好的建议吗?

    我在您的公司中找到了两个附件。 这对我的目的也有帮助吗?

    我期待您的回复,非常感谢您提前提供的帮助!

    此致,

    杰基

    e2e.ti.com/.../Frequency-Dithering-With-the-UCC2.895万-and-TLV3201.pdf</s>3201.

    e2e.ti.com/.../AN_2D00_804-Improving-AD-Converter-Performance-Using-Dither.pdf

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    下面是使用TLV3201和TLV3541作为电路的我的结果。 是好还是可以更好?

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    Jackie,

    此"峰值"是由TLV354对输入步进函数的响应时间导致的,该函数通过C2直接从输入传递到输出。
    通过将TLV3201输出中的68pF电容添加到接地以降低转换速率,或者(不是和)在5欧姆电阻器(R6)上添加1nF电容器作为低通滤波器,可以消除此峰值。
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    您好,Ronald:

    我尝试了这两种解决方案,但效果可能不是很理想。 可能电容器的值不是很理想。 我的文件已附加,您能帮我再查看一次吗?

    非常感谢!!

    杰基

     

    e2e.ti.com/.../Triangle_5F00_2MHz_5F00_LSB.TSC

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    Jackie,

    虽然这不是完美的三角波,但应该很适合抖动。
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    我罗纳德,

    非常感谢你的帮助。

    现在我认为三角形发电机在没有额外电容器的情况下也能很好地工作。  

    但现在我想使用这个三角形波形添加到电压信号中,我需要一个放大器作为加法器。

    我在TI网站上看到了两种方法,即反相加法和非反相加法,如下所示。

            

    但是TI中有这么多的放大器,我尝试了一些,但都失败了。 因此,我想请您帮助选择合适的放大器作为加法器。

    我认为直接加法器更好,因为如果我们使用反相加法器,在这之后,我们可能需要再增加一个放大器作为反相器。

    感谢您的一切,期待您的回复。

    e2e.ti.com/.../Noninverting-Adder-and-Dither.TSC

    此致,

    杰基

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    您好,Ronald:

    我想我已经找到了合适的放大器作为求和放大器,即OPA684。

    但我不知道为什么总结果还不正确。 同相加法器和反相加法器工作不好。

    我需要你的帮助。 真的很感谢!

    e2e.ti.com/.../6471.Noninverting-Adder-and-Dither.TSC

    e2e.ti.com/.../Inverting-Adder-and-Dither.TSC

    此致,

    杰基

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    Jackie,

    尝试将OPA684的引脚8连接到VCC,而不是GND。
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    您好,Ronald:

    感谢您的建议,很抱歉打扰您。

    我已经尝试过很多次,最后我添加了一个-5V作为OPA684的电源,并将OPA684的第8引脚保持打开状态。 我认为它现在起了作用,但不如下文所述。 两个输入为5mV和三角形波,带+-0.6mV,Adder代表这两个输入的总和。

    但是,如果我将OPA684的第8引脚连接到VCC 5V,则Adder的波形会更好,但不能正确地将两个输入相加,如下所示。 所以我不知道如何使波形更好,同时获得正确的输入总和。 您是否有任何解决方案?

    非常感谢!!

    杰基

    e2e.ti.com/.../7853.Inverting-Adder-OPA684_5F00_2.TSC

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    Jackie,

    让我们看看我是否理解正确。 您希望在夏天输出是两个输入的总和,每个输入的增益为1 (0dB)。
    因此,输出可以是In + Tri或In - Tri,因为三角形波的极性并不重要。 "IN"是必须保留DC值的输入信号。

    是这样吗?
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    您好,Ronald:

    "让我们看看我是否理解正确。 您希望在夏天输出是两个输入的总和,每个输入的增益为1 (0dB)。" 您的理解 是正确的。  

    是的,因为TRI信号是周期的一半是正值,而另一半是负值。 振幅为+/-0.6mV,频率为2MHz。 所以我不在乎最终输出是"In + Trri"或"In - Trri"。

    In信号是正常电压信号,可在-5V和+5V之间变化。

    如果输出为"In + Tri (输入+三)",则可以直接使用输出。

    如果输出为-(in-TRI),则我将反向输出。 所以在这个例子中,我的目标是“在三”。

    所以我希望这个数字更正确! "In + Trri"或"In - Trri"。 现在我的结果文件不如下面的准确。

    e2e.ti.com/.../2577.Inverting-Adder-OPA684_5F00_2.TSC

    非常感谢!

    杰基

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    Jackie,

    只需将引脚8拉至VCC,即可接近。 我怀疑小错误是由OPA684运算放大器的VIO和IIB引起的

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    Jackie,

    提高了准确度和同相。

    e2e.ti.com/.../2577.nonoInverting-Adder-OPA684_5F00_3.TSC

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    您好,Ronald:

    谢谢! 这真是个好消息。

    我试过你的赛道,非常完美!

    还有一个小问题:我的三角波幅度改变了。 如果我在“TRI”输出和加法电路之间添加一个1nF电容器,则 我的三角形波的振幅是正确的,即0.6mV。 但这样,“Adder”的输出就不再正确了。 所以我不知道如何解决这个问题。

    感谢你们做的一切!

    此致,

    杰基

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    一个简短的问题:是否要将三角形波形设置为0.6mVpp或+/-0.6mV峰值(两倍于大)?
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    很抱歉,Ronald
    我刚刚看过。 我需要+-0.6mV,2MHz作为抖动信号的三角形波。

    谢谢
    杰基
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    Jackie,

    R1设置频率,R7设置振幅。

    使用R7的新标准值,振幅现在为+/-0.59mV (1.18mVpp)

    我添加了VM1仪表,使"加法"输出振幅更易于查看。

    '加法器'输出直流电压比VM1读数高3.4995V。

    e2e.ti.com/.../2577.nonoInverting-Adder-OPA684_5F00_3a.TSC

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    您好,Ronald:

    非常感谢你们的帮助!! 你是最好的专家!

    我已经看到了这条赛道的结果,非常完美。

    但我还有一个问题。 为什么TRI的输出不是+/-0.6mV,而Adder的输出是输入和+/-0.6mV的总和?

    为什么选择OPA350而不是OPA684,为什么选择同向求和电路,而不是反向求和电路。 有理由吗? 因为我听说 反相和电路比 同相和电路性能更好。 是真的吗?

    谢谢,祝您一切顺利,

    杰基

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    您好,Ronald:

    我刚发现一个问题。

    我最重要的目的是使三角形波的正负振幅平均值等于零。 但是,您的同相求和电路中三角形波的正负振幅的平均值可能不是零和可变的。 我知道在实际情况下很难使平均值为空。 但如果这是一个持续的错误,那么我可以在FPGA中解决它。 但这是一个可变的错误,然后是一个大问题。

    在您的同相电路中,三角形波形的振幅随输入而变化? 也许是因为它们之间没有电容器。

    我认为这样,旧的反相加法电路的性能可能会更好?

    e2e.ti.com/.../1222.Inverting-Adder-OPA684_5F00_2.TSC

    我不确定您的新同相加法电路的性能是否更好?

    e2e.ti.com/.../2388.2577 nonoInverting-Adder-OPA684_5F00_3a.tsc

    很抱歉打扰了你这么多。 但我真的不知道如何选择和如何使它更好。

    谢谢

    杰基

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    Jackie,

    在底部波形中。 平均VM =+176uV,VM偏移为3.4995 ,因此完整输出为3.49.9676万V
    输入为3.50万V,因此模拟中的误差为0.324mV。

    实际误差基于输入分频器,该分频器经过优化,输入精度为50 % (来自零阻抗源)。 请记住,输入分隔器端接三角形波。 还有一个从三角形波形到输入信号的分频器,该分频器接近50 %。
    运算放大器的信号增益为2,总输入增益为1。 电阻器中的错误将影响精度,运算放大器的Vos错误也具有2的增益。
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    您好,Ronald:

    非常感谢您的帮助。

    根据您的建议,我可以生成三角形波形,但我需要非常准确的幅度值+-1.22mV和频率2MHz。  

    1)因为我使用这个三角形波作为抖动信号来提高14位ADC的性能,所以我需要尽可能准确的抖动信号。  至少正负振幅的平均值应为零,或者所需值与实际值之间的误差为常量。 但现在这个错误随着周期而变化。 对于14位ADC来说,它的抖动信号非常糟糕。 因此,我认为TI可能有更好的运算放大器作为压实器和集成器来生成准确的三角形波形?  

    2)并且求和放大器可能性能不够好。 我搜索了很长时间,结果可能是反相 加和放大器的性能优于非反相 加和放大器,因为反相 加和放大器的输入阻抗更小,因此两个加输入之间的交互作用更小。  

    附上我的电路作为你的建议,如果你看到,你就能更好地理解我的问题。

    e2e.ti.com/.../Inverting-Adder-OPA684_5F00_3.TSC

    感谢这些天的一切!

    杰基

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    Jackie,

    现在,我的帮助已结束,因为使用了运算放大器,所需的准确性超出了我的产品责任范围。
    要从此处向前移动,我建议使用瞬态波形窗口中的"file-export"选项。 可以将这些数据粘贴到Excel中,以便更好地检查结果的准确性,因为瞬态窗口只有几位分辨率(例如-1.99V)。 查看文件导出的输出信号,我看到了从Ideal -2V的7.9mV直流偏移,以及使用您的最后一个TSC文件的2.289mV三角形Vpp。

    您可以使用输出运算放大器作为选定的设备启动新线程。 请确保将此螺纹连接到新支柱中,这样支持工程师就不必从零开始。