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[参考译文] THS3001：高压，高频压电驱动

admin
Guru**** 2392095 points
Other Parts Discussed in Thread: THS3491, OPA2695, THS3001, THS3217

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/1092034/ths3001-high-voltage-high-frequency-piezoelectric-drive

部件号：THS3001
主题中讨论的其他部件：OPA2695，THS3491 ， THS3217

您好，

 

我 正在尝试为 超声波脉冲/接收系统设计一个输出摆幅至少为26 Vp-p的放大器，尽管接近40 Vp-p的放大器在25 MHz到75 MHz的频率范围内会更好。 输入 信号由DAC/DDS提供，可能在100s mV之间，因此总放大器增益必须在~40 dB左右。

我的目的是在最终输出级之前将OPA2695之类的东西用作前置放大器，但是我一直在努力寻找一个能够在这些频率下提供任何实质性增益的放大器，当输出电压摆动在10秒的电压范围内时。 经过长时间的参数搜索后，我相信THS3001可能能够满足我的最低要求，但是数据表中并没有完全清楚，我希望有人能够提供一些说明。

根据THS3001数据表，电气特性表显示   了不同RL值的典型电压摆幅为±12.8 V或±13.1 V。 但是，在"典型特性"部分中，每一个数字似乎都记录了mV范围内的输入，并且对于极低的增益， 即使是Vs跨度为30 V的设备，是否可以将此设备与更大的输入信号和类似或更高的增益水平配合使用？ 在高达75 MHz的频率下工作时，此设备是否能够达到规定的~25 V输出范围？

 

谢谢！
李

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    您好，Lee，

    在75MHz带宽上40dB增益表示的增益带宽乘积

    100 x 75MHz = 7.9GHz

    没有线性化增益保留和79GHz，增益保留为20dB。 因此，您需要将总增益平均分配到几个放大器级。

    40Vpp表示转换速率

    20V x 2 x PI x 75MHz = 9400V /µs Ω

    这只适用于正弦波。

    Kai

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    感谢您的回复，您能解释一下"线性化增益保留"的含义吗？ 我在快速谷歌后找不到任何东西。

    我知道这将是一个多级放大器，但我的问题是，我无法获得一个输出 电压摆幅至少为26 Vp-p，工作频率为25 MHz至75 MHz的放大器。

    输入/输出信号为正弦波。

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    您好，Lee，

    使用放大器时，您通常有大量的增益储备。 增益保留是指在特定频率下开环增益和环路增益的差异(以dB为单位思考时)。

    Kai

  • 0
    TI__Guru**** 2392095 points
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    您好，Lee，

    我将了解您的设计要求，并帮助您找到设计的前进之路。

    最佳，

    Alec

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    您好，Lee，

    THS3491可能比 THS3001更符合您的需求。  其数据表中的图4显示了Vout =26Vpp的频率响应曲线，带宽仍超过200MHz。  

    典型的8000 V/us转换速率非常接近您的需求。 我还没有找到一个转换速率较高的放大器，它能以同样快的速度实现高电压。

    谢谢！

    Evan

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    您好，Lee，

    您是否考虑过使用桥接放大器？ 这可能会使转换速率加倍。

    您的压电设备的负载阻抗是多少？ 我猜有很多电容？ 这可能会导致根据产生巨大的负载电流

    I = C x du/dt

    Kai

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    严格要求-考虑  

    1. THS3217从DAC到单端10Vpp，增益为10，  

    然后为其余增益选择THS3491 -如果您不是批量生产，您可以在更高的电源上尝试THS3491 -我们在表征中验证了高达48V的操作，但没有指定，因为工艺限制在理论上不支持这一点。 然后，使用这种9V/秒转换速率，如果负载是电容式的，您将需要较大的转换电流-检查该转换电流和稳定性。 THS3491是最高的转换率，最高的输出电流， 输出电流(运算放大器)，因此您可以从中获得什么。 良好的热设计是必需的，使用QFN，将散热板连接到大平面，它具有模具温度感应输出，您也会想要监控。  

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    感谢您的Evan，不确定我在搜索中为何错过了3491，但从数据表的简要了解来看，它似乎是理想的！ 我们一定会进一步了解。

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    我曾对桥式放大器进行过简短的调查，但我发现设计这样的电路相当困难。 我找不到任何深入的好技术资源来了解有关此拓扑的更多信息，但如果您有任何建议，我非常希望阅读更多内容：)

    至于换能器的负载阻抗，很遗憾，我不确定。 我们制造自己的换能器，发现它们在建模方面存在挑战，但我相信它属于UF范围。

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    感谢Michael的回复，3217看起来对我们所做的许多工作都非常有用。 这个 芯片和3491似乎是这个应用的杀手组合:)

    负载将是电容性的，我相信UF范围，但我希望很快会有一个近似值-您是否能够通过检查转换电流和稳定性来扩展您的意思？ 如果您有任何好的材料，我也希望阅读更多相关内容。 热设计也是如此- 我在设计高要求的载荷方面没有太多经验，因此非常感谢您提供任何额外的建议！

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    您好，Lee，

    加载1µF Ω 电容意味着峰值电流为

    I = 1µF µs Ω x 9400V/0 Ω= 9400A

    Kai

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    李

    我可以看看是否有任何推荐的资源用于您的设计/应用。  如上所述，THS3491是一款性能卓越的零件，是您设计的理想选择。

    最佳，

    Alec

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    您好Lee：

    实际上，我已经为您提供了有关运算放大器的好资源。  对于稳定性，电气过应力，带宽等方面，TI视频系列TI Precision Labs: OP-Amps包含了有关这些主题的大量信息。  我建议您查看一下，看看是否有任何主题可以满足您的需求。   

    以下是视频系列主页的链接： training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps

    下面是一个链接，链接到A撰写的有关该视频系列的文章： https://e2e.ti.com/blogs_/b/analoguewire/posts/expand-your-engineering-knowledge-with-ti-precision-labs

    最佳，

    Alec

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    您好，Lee，

    有关散热设计考虑事项，请考虑以下两种资源：

    半导体和IC封装热指标： https://www.ti.com/lit/an/spra953c/spra953c.pdf

    TI Precision Labs视频(含散热内容)： https://training.ti.com/search-catalog/field_language/EN?keywords=thermal

    最佳，

    Alec

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    TI__Guru**** 2392095 points
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    您好，Alec，

    非常感谢这些，我在这个即将到来的项目中有很多学习要做的事情，因此非常感谢:)