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[参考译文] OPA369：将差分MEMS麦克风输出与MSP430 ADC输入相匹配

admin
Guru**** 2524550 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA369, OPA320, OPA191, OPA316

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/597314/opa369-matching-a-differential-mems-microphone-output-to-an-msp430-adc-input

部件号：OPA369
主题中讨论的其他部件： OPA320， OPA191， OPA316

我使用的是Invensense ICS-4.0619万 MEMS麦克风，它具有差动输出和(在低功率模式下)差动输出阻抗5.5 k Ω，输出电平在130 dB SPL输入时接近0 dBV)。  Invensense数据表坚持差分输出需要使用2.2 UF (最小值)盖进行隔离。  我的应用程序将对ADC输入进行采样，以收集用于捕获低频信号(50-100 Hz)的数据，我认为需要5到10倍的增益。

我正在查看OPA369数据表，想知道我是否可以按照下面电路中所示的方式使用它，不确定我是否需要C1和C2是否清楚地提供了频率注销。  一个问题是，我希望所有这些都通过一个1.8 电压的单轨供电。

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    TI__Guru**** 2524550 points
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    Ted，您好！

    如果您使用设计电路 以满足 您的应用规范，则电路应该工作。 请使用随附的TINA模拟文件作为启动电路。 请使用 随附应用手册(SLOA152 "Analog Active Audio Filters") "Analog Filter Implementation：Second Order Filters"第5节中的设计方程式。  在第5页上，请使用差分反相配置的公式，并根据您的规格选择增益和角频率的组件。 您可以为TI网站下载TINA模拟软件。 感谢您使用TI产品！

    e2e.ti.com/.../Analogue-Active-Audio-Filters_5F00_sloa152.pdf

    e2e.ti.com/.../OPA369_5F00_Diff_5F00_interface.TSC

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    TI__Guru**** 2524550 points
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    Bahram，

    感谢您的回复。  我下载了该电路，但我不明白为什么包含2个电压V1和Vocm -这些显然会将输入偏置为可用电源的中心，但这些是物理电路中实际需要的还是添加来进行SPICE模拟 工作？  如果物理电路中需要它们，您建议我如何生成它们？

    TED

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    TI__Guru**** 2524550 points
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    TI__Guru**** 2524550 points
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    Ted，您好！

    使用单电源运算放大器时，信号需要切换(偏置)至直流电平，以避免夹紧。 在模拟电路中，您可以选择向信号源添加直流电平，但它将无法通过10 UF电流上限(交流耦合路径)。 Vcom和V1是偏置源的占位器，您可能需要以不同的方式生成偏置电压(分压器等)。 请将电路用作模板并根据您的应用进行定制。
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    TI__Guru**** 2524550 points
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    您好，Ted，

    Bahram所说的话还有几点补充：

    1)如果模拟您演示的电路，您将注意到切断频率与预期不匹配，并且输出处存在大量变形。 OPA369不是此应用程序的好选择，尤其是在您驱动ADC时。 其输出阻抗非常大，这将显著影响您的响应。 我们还有许多其他运算放大器，它们将更好地工作，具体取决于您对此应用的重要规格。 我在下面附上了一个使用OPA320的修订示例。

    2)您不能向反相端子施加参考电压，或者您有效地消除了反馈。 使差分放大器偏置的正确方法是在参考节点处，如所附示意图所示。 此参考电压需要来自低阻抗源，如我所示的LDO或运算放大器的输出。

    3)传感器的0dbV等于1.414V峰值。 如果您使用1.8V的单电源，从而将放大器调至中端电源(900mV)，则您甚至没有通过增益1传递信号的余量。 要获得10的增益，您最好的选择是使用+/-15V的双电源配置。 您可以考虑使用类似于OPA191的方法来执行此操作。

    e2e.ti.com/.../OPA320_5F00_Diff_5F00_interface_5F00_ZK.TSC

    此致，

    Zak Kaye

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    TI__Guru**** 2524550 points
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    扎克

    1.我非常感谢您关于使用OPA320的建议，但我担心OPA320的静态电流为1.7 mA，其中OPA369的电压低于此值。  我正在使用开关电源将CR2032电压从3伏降至1.8 伏，因此大约有675 mWHr可用，而在1.7 mA下，OPA320将消耗3 mWHr，这还可以，但不是很好。  我正在考虑的ADC输入有一个采样和保持，输入阻抗为2.2 k欧姆，但事实上有大量反馈，不会将运算放大器的有效输出阻抗降至低值？  是否有方法计算OPA369的输出阻抗？  或者，您可以建议使用另一个运算放大器？

    2.我已经知道，使用运算放大器作为电压缓冲器是产生参考电压的一个很好的方法，我用另一个OPA369来实现，输出上有一个电容器，以减少噪音。

    3.在我的mic eval板上进行的测试表明，输出电压仅约为500 mV pk到pk， 它必须在火箭发动机旁边才能提供1.4 伏特峰值，所以我想从3的增益开始，即使这意味着它将在高声级上剪辑-应用是收集低声级的声音。

    我不熟悉TINA，但我很熟悉LT Spice。  我已经加载了您的电路并进行了一些分析。  当我查看图表(例如AC Bode)时，我如何知道cct中的哪些点是输入和输出？ 图表上没有图例？

    谢谢！

    TED

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    TI__Guru**** 2524550 points
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    Ted，

    1)正确，闭环输出阻抗是开环输出阻抗除以1 + AOL*Beta，其中Beta是您的反馈系数。 但是，OPA369的输出阻抗仍然非常高，会在您感兴趣的频率范围内上升，这可能会在您尝试驱动ADC时引起稳定性问题。 您可以通过将电压控制电压源放置在反馈内部运算放大器的输出上，观察此输出阻抗对您的响应的影响。 也许OPA316可以在您的应用中工作，其静态电流仅为400uA。

    2) OPA369无法很好地驱动电容负载，因此我怀疑添加电容器会导致稳定性问题。 在这方面，OPA316的表现应显著改善。

    在图表窗口中，您可以转至View (查看)-> Separate curves (单独曲线)，也可以单击带有一个指向正弦波的问号的图标，它将标记您单击下一条曲线的任何曲线。 该图标右侧的图标将为您的图解添加图例。

    最佳，
    Zak Kaye
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    TI__Guru**** 2524550 points
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    谢谢！

    我最终使用了带有OPA316缓冲放大器的单端模拟麦克风(Knowles SPW0442H)；我手动构建了前端并进行了测试，性能似乎很好。