[参考译文] OPA657：测量OPA657电压噪声

你好，Alberto，来吧？

您是否正在使用此电路？

(当然，电源电压去耦良好 )

对于噪声测量，应将RF设置为453R，以保持附加噪声较低，并使电路对EMI和布局中不需要的寄生物具有更强的免疫力。

RL也可能会影响噪声性能。 使用和不使用RL=100R进行测量可能很有趣。

您是否在电路输出处使用电缆？ 在这种情况下，应使用50R技术，在电缆两侧使用50R电缆和50R端接电阻器。

您是否测量了多个OPA657？ 是否都显示噪音增加？ 我提出这个问题是因为OPA657的数据表中只提供了典型的噪声数据，并且噪声可能显示出从一批到另一批的相当大的制造公差。

Kai

Ciao Kai，很高兴再次阅读您的内容！

是的，DUT (特别是OPA657)的配置与TINA文件中的配置相同。 我试着放大10，20和50，只是看看有什么变化。 在我的设置中，DUT由OPA140 (配置为电压随动件)缓冲，然后由OPA228 (增益=100)放大后。 请注意，被测设备现在具有电阻负载(没有'100Ohm'电阻)。

后置放大器驱动一根50欧姆同轴电缆，是的，同轴电缆两端都有一个50欧姆电阻器。

设置似乎工作正常，我测量了许多运算放大器(OPA2.2822114亿，THSxxxx等)，并且得到的结果与TI发布的结果非常相似(角频率和热电压噪声)。

但是，OPA657的运行方式并不正确。 是的，我测试了2个样品'U'和2个样品'UUU'，都是SOIC。 我不能说它们来自同一批，我刚刚通过Mouser购买了。

很奇怪：如果我测试OPA140，我发现5nV/sqrt(Hz)(如规格)，然后我取下140，插入657和... 我测量11nV/sqrt(Hz)，是数据表中预期值的两倍。 这很奇怪。 我在所有4个样本中测量了11nV/sqrt (Hz)...

任何建议都很受欢迎！

感谢您抽出宝贵时间，此致，

Alberto

Alberto，  

您测量的频率可能太低，并且位于曲线的1/f角区域。 此外，您或许应该将升级到最新的OPA818作为下一代OPA657。  

我在AudioXpress中发表了一些关于噪音前置功的最新作品，  

尊敬的Michael：

很抱歉，我对您的帖子的回复太晚了。 我测量的是10kHz的热基底，1/f的影响可以忽略不计。 根据我的设置，我可以清楚地看到1/f趋势，而且角频率与数据表上显示的频率相匹配。 那么...该说些什么？ OPA657的噪声电压似乎是规格的两倍...

我对您有关AudioXpress的文章很感兴趣，遗憾的是该杂志不是开放源代码... 我可以大胆地问您一个...预览吗？ 非常感谢您的帮助和考虑。 最佳，

Alberto

PS：为了我的罪孽，TI使OPA818只能以奇怪的封装提供。 我的所有测试台都符合SOIC ... 有一段时间，我没有机会探索新的领域...不幸的是！

我让AudioXpress将他们受版权保护的文章作为pdf发布，他们显然是在过了一段时间后才这样做的-因为它不是开放源代码，我不适合单独提供-但您可以问他们吗？  

此外，你把罪孽误判为罪孽(如"为了我所有的罪孽")-也许不应该走在公开重新陈述我们所有罪孽的惨淡道路上。  

如果您有特定的OPA657装置，它们似乎具有很高的平板噪声，也许应该执行RMA进行产品组验证-我早已完成了所有原始数据表表表的表征-并与设计人员一起进行了验证， 因此，可能出现了一个不幸的流程转变，应该提醒员工注意。  

Ciao Alberto，

I测量402.281万测量10kHz时的热底，其中1/f的影响可以忽略不计。 根据我的设置，我可以清楚地看到1/f趋势，而且角频率与数据表上显示的频率相匹配。[/QUOT]

我非常确信您测量正确  

我认为，噪音数字翻倍可能是制造公差甚至工艺变化的结果，正如Michael所提到的。 当涉及噪音时，两个系数不是那么大。 尤其是在数据表中未指定最大噪声电压密度时。 要优化统计数据，您需要增加批量大小并检查其它OPA657。

当您使用热焊枪(350°C)与90...100°C预热板和熔点较低的锡膏结合使用时，使用其WSON封装焊接OPA818并不困难。

另一种选择是使用友好的电路板安装器，并要求他将OPA818焊接到您的测试板上。

Kai

实际上Kai，将平板带噪声加倍是一个巨大的失误- 1/f角移动更多(在100kHz时测量可能会暴露这一点)，但平板带值可能是过程中的最大+/- 20 %。  

尊敬的Kai和Michael：

(...) 如果您有特定的OPA657装置，它们似乎具有很高的平板噪声，也许应该执行RMA进行产品组验证-我早已完成了所有原始数据表表表的表征-并与设计人员一起进行了验证， 因此，可能出现了一个不幸的流程转变，应该提醒员工注意。 (...)

最好将两个OPA657示例(显示(表面，待验证)电压噪声)发回TI。 您认为可以安排这样的RMA吗？ 如果TI确认了我的测量值，则过程中发生了一些奇怪的事情。 如果TI在规格范围内找到值...那么，我的设置中出现了错误... (即使我把许多其他Opas弄错了)。 请告诉我您的意见。

(...)我曾要求AudioXpress将他们受版权保护的文章作为pdf发布，他们显然是在一段时间后做的-因为它不是开放源代码，我不适合单独提供-但您可以问他们吗？ (...)

我现在就尝试了！

感谢大家的参与！

阿尔贝托，最佳

您好Alberto，

 我正在与我的团队和我们的质量工程师一起研究这个问题，并将很快回复给您。  

谢谢！
Sima  

您好Alberto，  

 我与团队一起研究了这个问题，并要求提供有关设置的更多详细信息。 您是否能够共享整体设置DUT (OPA657)+增益级的示意图，从上面看，这是OPA140  (配置为电压随动件)，然后是OPA228 (增益=100)放大后。

谢谢！
Sima  

尊敬的Sima：

非常感谢您调查我的案例。 请查找显示测试台示意图的TINA-TI文件

e2e.ti.com/.../Noise_5F00_test_5F00_bench.TSC

测试台与两个应用手册(TI和Renesas)中显示的测试台非常相似。 您将在原理图中找到应用程序注释的参考。

此致，

Alberto

嗨，Alberto，  

多年来，我多次做过这方面的演讲，这里是2007 TI科技日噪音演讲， 从第19张幻灯片开始，我们展示了一个非常好的噪声前置放大器，以及为什么我们会这样做-如果您在电路板上进行测试，那么许多像OPA657这样的部件都需要双端接，等等 。e2e.ti.com/.../OpAmpNoiseAnalysis2007.ppt

尊敬的Michael：

非常感谢幻灯片！ 我已经看到了您建议的噪声测量前置放大器。 在我的应用中，我对1/f区域，其角频率和散热基线感兴趣，因此所需的典型带宽不会超过几百kHz。 我使用的是传统RC滤波器(140uF，20kOhm)，而不是直流伺服，这使我可以降低到Hz的分数。 电压随动件(OPA140)用于使被测设备脱离RC滤波器。 在其它产品中，OPA657不喜欢驱动滤波器...

总之，测试台似乎工作正常。 电路完全屏蔽，与FFT信号分析仪的连接只有几英寸长。 不幸的是，OPA657的热地板(电压噪声)似乎是公布规格的两倍...

仅供记录：我让SoundXpress访问您的纸张，但没有运气... 他们甚至没有回复我的邮件...

最佳，

Alberto

尝试将来自OPA657的系列20oohm输出输入到滤波器输入。  

您拥有的零件可能是已转移的或不良的工艺批次。 数据表曲线在生成时正确。  

Ciao Alberto，

我在您的测试设置中看到一个问题。 通常，后置放大器的带宽应高于DUT的带宽。 但在您的情况下，DUT的带宽远高于后置放大器的带宽：

e2e.ti.com/.../alberto_5F00_opa657_5F00_opa228.TSC

DUT的带宽为780MHz，而后置放大器的带宽仅为10MHz。 11MHz的OPA140带宽与后置放大器的带宽相似。

可能是由于DUT的带宽过高，后置放大器因超高频噪声而过载。 这种超高频噪声的一部分可能会通过互调效应和其他非线性效应"转移"到较低的频率范围。 我不知道"移位"的正确英文词。 在德语中，我们说"herunterfalten"，就像在"Faltungsintegral =卷积积分"中一样。

因此，我会增加后置放大器的带宽，即使您对最高频率不感兴趣，但要使其与超快的OPA657配合使用。

另一个想法是在OPA657的输出中添加低通滤波器：

e2e.ti.com/.../alberto_5F00_opa657_5F00_opa228_5F00_1.TSC

Kai

尊敬的Kai：

我理解你的观点。 我可以在DUT (OPA657)和OPA140之间轻松实现过滤器。

我将在使用修改后的设置重复(电压)噪声测量后立即通知您。

非常感谢！

最佳，

Alberto

尊敬的Kai：

我们刚刚尝试了您的滤波器(根据您的示意图，按照被测设备的后面的RC)。 OPA657的散热(电压)噪声略有下降，从11nV/sqrt(Hz)降至9nV/sqrt(Hz)。 您的回答似乎是对的：OPA657的高频率噪声的一部分会在低频率域中偷偷摸摸摸。 使用新的设置，我们还测量了OPA140，结果与以前完全相同(没有滤波器)。 这完全符合您的猜测，因为这种运算放大器的带宽适中！

嗯，我们还有一个神秘的事情要公开。 OPA657的噪音比预期的要大...

最佳，

Alberto

您好，Alberto，

感谢您的反馈！

我知道我开始困扰您，但您能进一步降低低通滤波的角频率吗？ 将C1从150pF增加到1nF (NP0，C0G)将使角频率从1MHz降低到160kHz。 很想知道这是否可以改善这种情况  

Kai

尊敬的Kai：

我们根据您的要求更改了过滤器。 这次的改善是很小的。 我们从9nV/sqrt(Hz)下降到8.4nV/sqrt(Hz)。 OPA140 (我们的参考)保持在5nV/sqrt(Hz)。 请找到我们已获得的噪声频谱密度图：

蓝色显示的是OPA140电压噪声频谱密度，绿色显示的是OPA657。 两个运算放大器应具有相同的电压噪声散热基线，但是OPA657始终较高。 你可以清楚地看到657和140的更高的角频率。

感谢您的参与和评论！

最佳，

Alberto

您好Alberto，

 非常感谢您提供的额外数据和信息。 我正在与我们的测试和质量团队进行讨论，并将在不久的将来向您提供最新信息。

 我还订购了一个OPA657样本，在我的最后进行测试  

谢谢！

Sima  

感谢您的反馈，Alberto。

Kai

您好Alberto，

  自OPA657重新定性以来，我们没有对其过程进行重大更改。 此外，测试组使用LMH6629，与OPA140相比，该LMH6629的噪声基底较低，带宽也较高。  

  回到Michael关于终止的建议，您是否能够在两个阶段之间使用50欧姆匹配，如Michael PowerPoint中的幻灯片18所示？ OPA657与OPA140之间的距离是多少？

谢谢！

Sima  

尊敬的Sima：

我将根据您的建议修改设置。 OPA657位于OPA140的前面，相隔几毫米。 由于OPA657配置的噪声增益，OPA140的电压噪声噪声低到不会影响测量值。 在140 m 中，我们有一个OPA228阶段，AV=100。

您认为是否有可能从TI获得我们可以在实验室中表征的测量样品？ 如果我们看到差异，那么问题就出在我们的赛道上。 或者viceversa：我是否可以向您发送我们正在测试的样品，TI将验证电压噪声？

非常感谢您的参与。 最佳，

Alberto

尊敬的Sima：

请看一下我的噪音测试台(附图)。 如您所见，被测设备被置于ZIF插槽中。 缓冲器和后放大器之间都相隔几毫米。 明天我会修改电路，并告知您结果。

最佳，

Alberto

您好，Alberto，

由于403.7796万由于OPA657配置的噪声增益，OPA140的电压噪声足够低，不会影响测量值

这是正确的。

4.8nV/SQRT (Hz) x 21 =100.8nV/SQRT (Hz)

而OPA140和OPA228将使OPA657噪声从4.8nV/SQRT(Hz)增加到仅：

SQRT (100.8nV/SQRTHz)^2 + 5.1nV/SQRTHz)^2 + 3nV/SQRT (Hz)^2)/ 21 = 4.808nV/SQRT (Hz)

我们来抓住其他的吸管

1号茎秆：在更改噪声测试电路规格中的增益和负载时，HF OPAMP的噪声可能会发生变化。 因此，您可能还需要运行OPA657，如上面第一个示意图所示。

2号茎秆：电源电压去耦会对噪音产生影响。 您可能需要为10µF Ω 去耦合盖添加铁氧体磁珠和小系列电阻。 我非常喜欢太育裕的"FBMH1608HM601"。 串联电阻可为1...10R以抑制LC共振。

对于指定最大噪声的OPAMP，最大噪声与典型噪声的偏差有多大，这一点很有趣。 传奇的OPA627显示了以下噪声数据：

这是10kHz噪声的33 % 偏差和1kHz噪声的54 % 偏差。

当然，如果OPA657等OPAMP的数据表中没有给出最大噪声规范，则偏差最终可能会更高，甚至更高。 如果不是这样，制造商很容易给出最高规格。

Kai

尊敬的Kai：

"(...) 在更改噪声测试电路规格中的增益和负载时，HF OPAMP的噪声可能会发生变化。 因此，您可能还需要运行OPA657，如上面第一个示意图所示。(...)"

我会尝试！

最佳，

Alberto

尊敬的Michael：

在您的幻灯片中，您引用

“低成本前置放大器简化了噪声频谱测量”，模拟和混合信号应用会议记录，EE Times，1998年7月，由Kumen Blake发表的第273-7页

我尽了最大努力寻找这份白皮书，但我不幸地失败了... 您是否有pdf文件？

感谢你能抽出时间。

最佳，

Alberto

阿尔贝托，你可以问库门  

kumen.blake@microchip.com

您好Alberto，

 非常感谢您尝试所有这些建议和测试设置映像。 只有几毫米的距离，匹配很可能不是问题。 我建议尝试将其涵盖我们的所有测试程序。

  我同意Kai的说法，但我实在不大肯定还有很多地方要修改。 我已经订购了几台 OPA657U和OPA657UB。 这些测试将需要几天时间才能到达，然后设置我们的测试板。 我将向您介绍我们的最新结果。

此致，  
Sima  

尊敬的Sima：

非常感谢您的意见。 检查OPA657噪声的测量值将非常有趣。 请在有空时告诉我。

最佳，

Alberto

您好Alberto，

 我收到了这些设备，本周将设立董事会。 我应该能够在下周初向您提供最新信息。

谢谢！
Sima  

尊敬的Sima：

您是否有关于噪音测量的任何消息？

最佳，

Alberto

您好Alberto，

 很抱歉延迟提供这些测量值。  

 我已将所使用的TINA-TI整体噪声设置和原始数据附在图中。 我在一天中的不同时间运行了两次设置。

 我最终得到的结果与数据表中指定的结果非常相似。 如果您能够使用完全相同的设置在您的端测试LMH6629EVM，我应该能够向您发送它。

e2e.ti.com/.../OPA657_5F00_LMH6629_5F00_Noise.TSC

e2e.ti.com/.../OPA657_5F00_Noise.xlsx

非常感谢您的耐心！  
Sima  

嗨，Sima，  

令人鼓舞的是，在许多年后都能获得类似的结果。 如果流程没有改变，这就是您所期望的。 如果有的话，许多其他参数可能也会发生变化，我们以前就会听到这种情况。  

您好Michael：

 确切地说，我们确认自您定义零件后，流程没有发生变化。

感谢您的帮助，Michael！

Sima  

尊敬的Sima：

非常感谢您的数据！ 嗯，我的设置似乎确实有问题，至少对于OPA657的问题... 这非常有趣！ 是的，如果能收到您在测试中使用的EVM，我将不胜感激，这样我就可以在实验室中复制它们了。 我可以通过电子邮件向您发送我的地址吗？ 请告诉我您最喜欢的电子邮件地址吗？

最佳，

Alberto

感谢您的测量，Sima

Kai

您好Alberto，  

 没问题！ 请将您的详细信息(全名，电话号码，地址，结束申请详细信息)发送至以下电子邮件地址： s-jalaleddine@ti.com 

谢谢！

Sima