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[参考译文] OPA541:限制带宽

Guru**** 1818760 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA541
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/771149/opa541-limit-bandwith

部件号:OPA541

你(们)好  

我必须在-28V和+28V之间生成NRZ信号值

输出电流必须至少为2.5 A  

我选择了TO220封装中的OPA541,我“在+32/-32 V下为其供电

它在附加模式下工作(信号输入+接通相位信号针脚-)

还不错,但是…

我需要的是具有20us (10us 28V和10us -28V)周期的方形

这种模型似乎对带宽限制太大(我获得了几乎一个三角形...)

那么,您能确认我的规格吗? 如果我降低增益,我能有更多的带宽吗?  

还有其他要向我提出的建议吗?  

谢谢

此致

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    您好Claverie:

    OPA541的典型转换速率为6 V/us。 这与输出电压的变化速度一样快。 如果您的峰值电压为28 V,则需要大约4.7 Us才能将电压从0 V转换为28 V峰值,另一个4.7 Us才能从28 V转换为0 V,或大约9.4 Us总数。 这几乎是整个10小时半周期。 此结果表明正在发生运算放大器转换速率限制,输出波形应为三角形波形。

    如果您所需的输出电流不像OPA541提供的那样多,我们可能会提供具有更高转换率的不同功率运算放大器。

    此致,Thomas
    精密放大器应用工程
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    Claverie,

    为了在输出处有一个方波,运算放大器必须具有无限转换率,这是不可能的。  OPA541转换速率介于 6-10V/us之间,这就是为什么您的方波输入在输出处变成三角形波形的原因-输出移动速度不能超过其转换速率(见下文),因此,方波输入成为三角形输出。

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    您好,首先非常感谢您的快速回答

    有效的转换率导致我的应用程序出现问题

    你说过其他的安培,如果我能理解的话,电流会更低(对不起,我是法国人…)

    那么,您建议哪种模式可以让我检查可用的电流并确定它是否能满足我的要求

    谢谢

    此致

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    您好Claverie:

    为了放大接近真实方波的波形,功率运算放大器的转换速率必须比6或10 V/us快得多。 当我查看2.5 安培输出电流和高回转速率要求时,TI没有能够满足这种需求组合的功率运算放大器。

    当我们没有满足应用要求的功率运算放大器产品时,我们会尝试将有此要求的人员推荐给另一个功率运算放大器生产商,以提供帮助。 Apex Microtechnology (TI与此没有任何业务关系)生产各种功率运算放大器。 它们的高速放大器系列提供数百和数千V/us的回转速率,以及多安培输出电流级别。 他们的设备很可能可以满足您的应用程序要求。 您应该能够在线找到他们的信息。

    此致,Thomas
    精密放大器应用工程
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    再次感谢
    您认为我是否可以使用TI放大器和转换器,我可以跟随2个MOS FET级放大电流和电压
    再次感谢
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    您好Claverie:

    由于您只想生成方波,因此您实际上不必使用涉及运算放大器的线性电路方法。 您可能会使用比较器或具有足够输出驱动能力的数字逻辑元件来驱动P通道,N通道功率MOSFET对的门。 该电路的设计可以使MOSFET输出与一条或另一条电源导轨撞击,并在两者之间快速旋转。

    此致,Thomas
    精密放大器应用工程
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    你(们)好  

    我的请求在当前值方面降低了(现在约为1 A)

    我已经对原理图进行了测试  

    我没有找到我订购和组装的OPA541AP的SPICE模型.. 我只在网上找到了TO3封装中的老型号Burbrown,因此引脚是不同的  

    我的型号是否有TO220型号

    2个生成器3.3 V以模拟我未来的逻辑..  

    在这个原理图上获得大约8个,在这个原理图上获得大约10个  

    设计很好,但是…

    1. 即使在2个发电机关闭(接地)的情况下,放大器也会加热很多

    这是否正常? 通常我认为它是AB类放大器,所以它不应该这么热?  

    2.输出电压约为28V,无任何负载或高负载(10 MAMP)  

    1 A时约为26 V,甚至24 V。  

    如果我阅读数据表,它应该是VS-4V最小值...那么为什么???

    3.输出电阻应限制在1.5 A左右,但在测试时,限制为1 A。  

    4-限制输出电压下降和波形完全存储后是否正常?  

    您是否提供了一些信息来改进我的应用程序?  

    提前感谢

    此致

     

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    您好Claverie:

    关于您的问题和意见:

    我已经对原理图进行了测试

    我没有找到我订购和组装的OPA541AP的SPICE模型.. 我只在网上找到了TO3封装中的老型号Burbrown,因此引脚是不同的。 我的型号是否有TO220型号:

    OPA541 PSpice型号可在产品网页上找到:

    它采用运算放大器行业标准5引脚排列:

    引脚1  同相输入

    引脚2   反相输入

    针脚3  正极电源

    针脚4  负极电源

    引脚5  输出

    这肯定比实际产品总共11个有源引脚中的9个引脚要少。 在这种情况下,电气模型 并不特定于封装类型。

     

    2个生成器3.3 V以模拟我未来的逻辑..

    在这个原理图上获得大约8个,在这个原理图上获得大约10个

    设计很好,但是…

     

    1.即使在2个发电机关闭(接地)的情况下,放大器也会加热很多。这是正常吗? 通常我认为它是AB类放大器,所以它不应该这么热?

    使用 +/-32 V电源时,静态功耗约为1.3 瓦,如果设备未安装到良好的散热器上,则会变热。 使用DSO检查输出,确保 运算放大器 不会振荡。

    2.输出电压约为28V,无任何负载或高负载(10 MAMP)。 1 A时约为26 V,甚至24 V。 如果我阅读数据表,它应该是VS-4V最小值...那么为什么???

    输出晶体管具有集电极到发射极的电阻。  输出提供的电流越大 ,晶体管集电极至发射器的压降就越大,从而降低输出实际摆动到电源轨的距离。  您正在使用约1安培的输出电流,并且从电源导轨上摆动的电流限制为约2.5 至3 V。 请参阅以下数据表图形:

      

    3.输出电阻应限制在1.5 A左右,但在测试时,限制为1 A。

    检查RCL电阻器的容差,确保其功率消耗足够高。 OPA541和RCL电阻器都有 温度系数。 请参阅8.1 应用信息部分和数据表中的图8 "电流限制与电阻限制与温度"图表。

    4-限制输出电压下降和波形完全存储后是否正常?

    是的。 一旦输出 电压达到 放大器的最大性能,运算放大器输出将进入饱和状态,并退出线性操作。 当发生这种情况 时,开环增益(AOL)崩溃,并且直流,交流和噪声性能都将严重降低。 运算放大器不再按 预期工作,因此在 指定的线性输入和范围内工作时,不能依赖运算放大器来提供获得的高性能。

    您是否提供了一些信息来改进我的应用程序?

    我认为您应该探索数字/功率MOSFET选项,因为该应用 似乎不需要线性解决方案。

    此致,Thomas

    精密放大器应用工程

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    你(们)好  

    关于原理图,我给出上方  

    你能帮我理解吗

    如果我保持2个输入未连接,则功放为-32V且稳定

    但是

    如果我在每个输入(+-)上放置两个示波器,则放大器将在-32和+32之间振荡  

    您能解释一下吗?

    探头应显示容量的高阻抗和somme pf ...那么?

    您是否希望避免此问题?  

    并稳定放大器

    此致  

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    您好Claverie:

    如果将示波器探头连接到OPA541反相输入(即求和接点),则会将该节点的探头电容加接地。 在执行此操作时, 会将时间延迟添加到从OPA541输出到输入的反馈路径中。 时间延迟(相当于相位延迟 )会将电路的相位余量降级到反馈变为正振的程度。

     通过查看TI Precision Labs运算放大器系列,您可以了解有关运算放大器稳定性的更多信息。 其中有一节专门介绍运算放大器稳定性以及如何保持它。 您可以在此处找到系列:

    此致,Thomas

    精密放大器应用工程

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    非常感谢您提供文档

    更一般的最后一个问题

    当我在+/- 32 V以下且未连接任何输入或2英寸
    接地输出稳定,输出电压为负32 V
    我放置了一个非常高的负载电阻器(约100千欧)
    所以输出电流接近0

    但我的放大器似乎发热了很多
    即使我没有散热器..没有任何负载,温度大约为50% C是正常的!!
    我对每天必须工作10小时的设备感到不安...;

    此致
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    您好Claverie:

    OPA541引脚2是反相输入。 听起来就像操作运算放大器开环,在这种情况下,输出 将撞击一个或另一个输出导轨。 您表示它处于-32 V电压,如果它不是负载的漏电流,听起来很合理。

    如果输出电压为-32V,则流经OPA541的唯一实际电流是工作电流,通常为20 mA,或最大25 mA。 100 k负载仅代表几百微安的电流,因此这并不重要。 将20 mA的工作电流乘以64 V (通过V+至V-引脚),将产生1.3 W的静态功率

    封装箱温度的近似值为:

    TC°= TA°+ PD∙θJC

    使用17.4 °C/W的RθJC (顶部),接点到外壳(顶部)热阻和25°C的TA:

    TC°= 25°C +(1.3 W)(17.4°C/W)= 47.6°C

    在这种情况下,您提到OPA541没有安装在散热器上,   而且设备似乎会变得很热。 我不确定在这种情况下,RθJC (TOP)或RθJB Ω 接点对板热阻是否是正确的数字。 但设备似乎会 自动加热到您观察到的温度。  

    如果OPA541 过热,它将进入热关机状态。   根据数据表中的建议,该放大器应与散热器配合使用。

    此致,Thomas

    精密放大器应用工程

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    您好,谢谢

    我要一个散热器  

    另一个问题..

    如果我在没有放大器电源的情况下将2个输入输入输入输入电压输入到3.3V,放大器是否有任何危险?

    是否会损坏?

    谢谢

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    您好,Alain:

    输入电压不得超过电源电压。 这是数据表在6.1 部分中所述的内容。

    您最终可能会(并自行承担风险!) 例如,借助小型信号硅电流(例如BAV99或BAV199)或甚至小电流肖特基二极管(例如BAT54),将输入电压钳入导轨。 应在输入端直接安装一个额外的限流电阻器,以进一步限制输入电流。

    或者,您可以使用另一个电源OPAMP,它可以更容易地在输入处保护。

    Kai
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    你(们)好
    我的问题是,即使安培的电源关闭,输入信号也会出现
    我将找到隔离输入的解决方案
    谢谢
    此致
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    您好,Alain:

    输入信号来自何处? 它们目前是否受到某种程度的限制?

    Kai
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    你(们)好
    来自FPGA (最大限值12 mA)
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    阿兰

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    谢谢
    Dennis