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[参考译文] TINA/Spice/THS4631:询问有关高速运算放大器应用的问题

Guru**** 2379650 points
Other Parts Discussed in Thread: THS3062, TINA-TI, THS4631, THS4021
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/654768/tina-spice-ths4631-ask-problems-about-applications-of-high-speed-op-amp

部件号:THS4631
主题中讨论的其他部件:TINA-TI,THS3062 THS4021

工具/软件:TINA-TI或Spice模型

尊敬的 

我对TI的高速运算放大器的应用问题有一些疑问。

在我的上一篇文章 https://e2e.ti.com/support/amplifiers/high_speed_amplifiers/f/10/t/65.273万中,我对数据表和模拟结果在THS4631的电容负载驱动性能方面的严重不匹配表示怀疑。 有人回复说,应该遵循实验数据。 我有两个问题需要咨询您。

1.关于电容式负载驱动性能。 在我的应用中,我将把运算放大器的输出连接到NPN/PNP对(发射器-推杆配置)。 由于NPN/PNP对的基座可建模为高达10nF的电容器,并且TINA-TI的模拟结果不可信,我该如何评估电容驱动性能(由隔离电阻器补偿)? 我是否需要购买评估板?

2,我完全没有高速运算放大器使用经验。 但由于易于实施,并且非反相和反相增益配置的纯电阻性外部组件,我对使用它们充满信心。 至于模拟PI (比例集成),它涉及到在反馈网络中使用电容器,或者使用其他补偿电容器来提高电路稳定性,我恐怕我不能做这件事。 您能否提供使用高速运算放大器(THS3062,THS4631等)进行PI应用的说明?

此致!

亚涛

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    Yatao,您好!

    我将就此问题为您提供帮助。 遗憾的是,在这种情况下,TINA无法捕获电容负载的全部效果,EVM将是测试具有晶体管负载的器件的最佳方式。

    对于集成电路,您可以使用带有高速放大器的标准集成电路。 只要您选择了单位增益稳定的放大器,它就不会因电路配置而出现任何其他稳定性问题。 但是,您确实需要确保您的高速PCB布局不会添加额外的寄生虫来影响稳定性。

    此致,
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    您好,Jacob,

    感谢您的回答,很抱歉回复太晚。

    我有两个问题,我将等待您的回答。

    1.您能否告诉我,在常见应用中,高速运算放大器可以驱动多大的电容? 我在几乎所有的高速运算放大器数据表中都看到了如图1所示的描述,图1是从THS3062的数据表pp17/33中捕获的屏幕。 我始终怀疑,为了确保稳定性和带宽,高速运算放大器只能驱动数十pF范围内的电容器(请注意图1中的10pF)?

    图1.

    2.您认为由于比例集成电路配置,高速PCB布局和单位增益稳定性,高速运算放大器不应显示稳定性问题。 因此,我可以在图2中的配置中使用THS4621 (VFA,单位增益稳定)(非反相配置,除了R1,RC1,RC2,CC,此PI调节器不需要其它R或C?),而不使用THS4021 (VFA,单位增益稳定)? Cfa THS3062又如何呢? 我会参考有关高速PCB布局的数据表,这是否还可以?  最后,假设我的PCB已生产,我如何知道Fig2的PI调节是否符合其设计功能 - 比例和输入VI的集成? 因为只有当我确定它能工作时,我才能运行整个闭环控制系统。

    图2.

     此致!

    亚涛

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    您好,Jacob,
    你能抽出时间问我的问题吗?谢谢。

    此致!
    Yatao Ling
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    Yatao,您好!

    很抱歉回复延迟。

    要回答您的问题:
    1.高速运算放大器的大电容驱动主要取决于运算放大器的稳定性和转换速率(V/us)。 在您发布的图1中,它表示只要运算放大器输出和电流保护罩之间有足够的串行隔离电阻器,THS3062无疑可以驱动大于10pF的负载保护罩,从而不会导致任何峰值或振荡。 通过添加8欧姆系列隔离电阻,您应该能够使用THS3062驱动1nF电容。
    2.是的,你说得对。 正如Jacob提到的,建议使用统一增益稳定的THS4621,而不是PI调节器配置的统一增益稳定的THS4021。 我不建议使用CFA THS3062,因为CFA稳定性取决于反馈阻抗,该阻抗在您在图2中所示的电路频率之间变化。 您可以使用数据表中的建议进行高速PCB布局。 PI调节器的工作能否满足其设计功能完全取决于您的应用。 我不确定我们是否能在这方面提供帮助,除非您提供更多信息,说明您尝试通过此电路实现的目标。 我建议您在PCB上实施之前模拟TINA-TI中的电路,以了解闭环控制系统的工作原理。

    此致,
    Rohit
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    感谢您的回复。
    那么,您的意思是CFA不适合模拟比例集成应用?
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    Yatao,您好!

    是的,我认为通常不建议在模拟比例积分应用中使用CFA。 但是,我建议您在完全拒绝此想法之前,先在TINA-TI中模拟您的电路。

    不推荐CFA的原因主要是因为在您所展示的PI应用电路中,如果RC2值恰好很小,那么您可能会在高频下遇到稳定性问题,因为CC看起来像高频下的短路。 对于CFA,反馈阻抗(RC2 + 1/SCC)将决定电路的稳定性。 您可能需要查看随附的pdf,了解CFA的环路增益稳定性分析: e2e.ti.com/.../CFB_5F00_LoopGainAnalysis.pdf

    此致,

    Rohit

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    您好,Rihit:
    Thx