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[参考译文] OPA856:直流至100 MHz滤波器设计,带PD和设计辅助的PSPICE模型

Guru**** 649970 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA856, OPA859, OPA857, OPA855, OPA2837, OPA837, TMUX1109
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/1092148/opa856-dc-to-100-mhz-filter-design-pspice-model-with-pd-and-design-assistance

部件号:OPA856
主题中讨论的其他部件: OPA859OPA857OPA855OPA2837OPA837TMUX1109

用于测试和测量目的,具有可切换增益(x1,x10和x100)和 可切换滤波器(100 kHz,1 MHz,10 MHz,全[>100 MHz])的设计
具有从 直流到100MHz的高平面度(<= 0.1 dB),并且必须设计有限的面积和功率。

该设计将随附2.7 V和2.5 V
输入和输出电压至少为+-1V峰值,最高可达+-1.5V或+-2.0V的更高输出电压是值得欢迎的。

目前,设计处于概念阶段。
为了实现不再使用继电器的目标,将使用OPA85x系列的断电功能。  
所附示意图显示了4个并行滤波器路径(10 MHz,1 MHz,100 kHz和全带宽)。
每个过滤器最终会在其过滤器路径中的输入和输出处包含一个OPA856,以禁用该路径。
在为TI模拟PSPICE并使用OPA859模型时,出现了以下问题:

1.这种方法是否普遍可用
  或者是否有更好的方法,例如
  a)可切换滤波器设置或
  b)输入和输出时使用多路复用器?
  对于OPA6xx,我记得数据表中的一项建议,即不要在类似配置中使用OPA6xx进行多路复用。

2.通常,我会将OPA856用作滤波器级的前置放大器,但OPA856的PSPICE模型不包括PD引脚。
  这是否正确?何时提供带PD的OPA855,OAP856和OPA857型号?

3.在模拟中,4个滤波器路径的所有输出都连接到负载电阻器(R1.04万欧姆)。
  即使关闭了3个滤波器级(PD引脚在-2.5V处),并且仅激活了1 MHz滤波器
  U6的输出电压(等于R10处的电压)不跟随U6的输入电压。
  在我看来,禁用的运算放大器U3,U9和U10的输出不是高阻抗
  但强制U6的激活输出降低。
  这种行为是否也会在现实中发生,还是PSPICE模型中的一个限制?如果是,将在何时修复?

  • 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。

    您好,Andreas:

    您是否注意到您混淆了所有缓冲区的输入? 交换+inputs和-inputs。

    另外,您是否已经阅读了数据表的9.4 2部分中的红色标记句子?

    另见图49。

    假设您的输入信号为10MHz。 然后,100kHz低通滤波器"U8"的输出将接近0V。 在这种情况下,“U9”及其输入保护二极管将使“U3”,“U6”和“U10”的输出短路。

    在HF电路中,我通常将10...100R阻尼电阻器直接放置在每个OPAMP的+输入处。 我用"U1","U3","U4","U6","U6","U6","U7", "U9"和"U10"(当然,在纠正接线错误后)。 此阻尼电阻器可抑制寄生复合阻抗(杂散电容,内部结合线电感等)形成的共振。 通常可以看到,只有HF OPAMP的输入级会大起大作用,而不会影响OPAMP的其余部分。 输入阻尼电阻器可以可靠地防止这种输入级不稳定。

    每个OPAMP输出上应直接有一个10...47R隔离电阻器。 如果运算放大器与它们的输出直接连接到相关的输入,我至少会对R10前面的OPAMP输出中的"U3","U6","U9"和"U10"执行此操作。

    例如,假设"U2"和"U3"没有直接连接,但"U2"的输出和"U3"的输入之间有几厘米的距离, 然后,我会将一个小的隔离电阻器直接放置在"U2"的输出上,将一个阻尼电阻器直接放置在"U3"的输入上。 尽管看起来像荒唐的过度杀死,但这一措施对于保持高频电路的稳定性非常有帮助,特别是在具有大量高频运算放大器的大型复杂高频电路中。

    如果输出和输入之间的连接变得越来越长,铜轨开始形成特征阻抗,可能需要正确端接。 微条线技术可以起到帮助作用。

    另一种测量方法通常有助于提高稳定性:当设置为+1 (即使单位增益稳定运算放大器)时,许多运算放大器变得不稳定,当设置为+2时变得稳定。 为了提供+1的总增益,必须在OPAMP的输入端安装2:1分压器。 此测量在具有大量HF运算放大器的大型和紧凑型电路中非常有用,尤其是在关键负载悬挂在输出上时。  

    Kai

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    您好,Kai,

    非常感谢您的反馈。 我经常遇到一些针对TI许可证的PSPICE问题,因此我的反馈比预期的延迟稍高:

    此概念阶段的目的是验证OPA85x的PD模式是否可用于在generell中的不同低通滤波器之间切换。 附加的带下划线说明(为了保护放大器的输入级,OPA859在反相和同相输入引脚之间使用内部背对背保护二极管。 在断电状态下,如果放大器输入引脚之间的差分电压超过二极管压降,则会在同相输入引脚和输出引脚之间创建一个附加的低阻抗路径)解释模拟行为。  

     非常感谢您对附加输入和输出电阻器的反馈。 在明确断电或多工主题后,将是下一步。


    在解决  所有缓冲器的混合输入(交换+输入和-输入)并已添加建议的输入和输出电阻器之后,模拟只在断电模式下使用一个复杂的低通滤波器路径(U4,U5和U6)和两个禁用的输出级执行 (U3和U6)。 尽管如此,U3和U6在断电模式下也与输出信号有一定的不符合。

    经过一些调查后,我找到了以下文档:

      将运算放大器用作成本优化设计中的多路复用器
      https://www.ti.com/lit/an/sboa311a/sboa311a.pdf?ts=1649500359736&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.startpage.com%252F
       必须考虑的第二个设计问题是放大器是否具有输入夹紧二极管。 输入夹紧 二极管可以打开并缩短输出
       已启用放大器的电压与已禁用放大器的输入电压之间的电压。 图5显示输入夹紧二极管如何打开和导电。 如果
       输入夹紧 二极管会出现两种情况:启用 的放大器输出会过载 禁用的放大器的输入信号或的输入信号
       已禁用的放大器是输出信号。 因此需要不带输入夹紧二极管的放大器。 请参阅 MUX友好型Precision操作
       放大器技术 说明,了解 有关输入钳位二极管的挑战和解决方案的更多信息。
      示例:  
       OPA837 / OPA2837
        https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa2837.pdf?ts=1652075659675&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FOPA2837</s>1652075659675 2837

     

    这对我来说意味着,在连接配置中不可能使用OPA85X运算放大器在不同的低通滤波路径之间进行切换
    必须使用relais或多路复用器(如TMUX1109)。 正确吗?

    此致,

    Andreas

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    您好,Andreas:

     总的来说,您的解释是正确的,OPA85x系列的 输入之间确实包含输入夹紧二极管。

     我将汇编一些资源和其他信息,并很快回复您。

    谢谢!

    Sima

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    您好,Andreas:

    因此407.4697万因此对我而言,这意味着在OPAs之间使用不同路径的低电平转换配置时,不可能使用不同路径的滤波器
    必须使用relais或多路复用器(如TMUX1109)。 正确?[/QUOT]

    是的。

    我会采用像TMUX15x一样的低电容MUX。

    Kai