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[参考译文] OPA2211A:使用基于 OPA211的 OPA2211A 优化有源滤波器设计(单通道滤波器设计-->双通道滤波器设计)

Guru**** 2392905 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA211, OPA2211A, OPA1632

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/1108856/opa2211a-using-opa2211a-optimzie-active-filter-design-based-on-opa211-single-channel-filter-deisgn------dual-channel-filte-deisgn

器件型号:OPA2211A
主题中讨论的其他器件:OPA211OPA1632

OPA211采用8阶有源低通滤波器设计、性能优异、为了节省电路板空间、我使用了 OPA2211A (双通道 OPA211)设计这款有源滤波器、但性能完全不同。我的新设计出了什么问题?

OPA211 (旧设计)  

THD < 118db @ 8vpp 1kHz 正弦波信号  

2. OPA221(新设计, 在这个设计中,我在  这个电路上增加了一个缓冲器/两个驱动器,下面显示了 SCH )

1) 缓冲器(OPA2211A)+驱动器(OPA1632)

2)有源滤波器(OPA2211A)

3)驱动器(OPA1632)

情况是,每个 OPA2211 A 都很热,整个电路性能非常差,  

我的新设计会发生什么情况?

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    您好!

    U1.1和 U1.2需要一条直流电流路径来提供输入偏置电流。 在+input 到信号接地之间添加一个电阻器。

    Kai

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    您好、Hui、

    正如 Kai 指出的、U1.1和 U1.2 OPA2211A 运算放大器的输入是悬空的、因此它们不会有输入偏置电流返回。 然后、输出将达到一些意外的电平;可能达到其中一个电源轨。 当 U1.1和 U1.2同相输入被提供接地的返回路径时、它们的输出应该具有一个非常接近0V 的 DC 电平

    否则、从原理图的角度来看、缓冲器、有源滤波器和驱动器电路的配置正常。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    您好、Shaoshuai、

    添加到 Kai 和 Thom 的注释。  

    我注意到您在旧电路中使用了 MFB 滤波器、并且在新设计中对其进行了某种更改。 这些错别字吗?

    仪表放大器输入前端具有5V/V 的增益 最好保持输入阻抗平衡/匹配、因为您在 OPA1632 FDA 音频放大器上使用0.1%电阻器。  

    e2e.ti.com/.../OPA211A--IA-_2B00_-DM-_2B00_-CM-Filter-06132022.TSC

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond

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    您好!

    刚刚注意到 C8、C9和类似的盖安装不正确!

    Kai

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    哎呀、Raymond 比我快

    Kai

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    可能是相补角问题:

    e2e.ti.com/.../shao_5F00_opa2211.TSC

    Kai

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    此外、390R 似乎是一个负载、对于 OPA2211的输出来说欧姆太低?

    Kai

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    您好 Kai、

    感谢您的支持、这是一个好问题!

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    尊敬的 Thomas:

    谢谢!  非常有帮助!

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    您好、Raymond、  

    新设计使用了错误的 MFB 拓扑、这正是我的电路发热和性能不佳的原因、感谢您的建议!

    顺便说一下、    为什么要将 c1、c2、c3放在这里? 进行  输入阻抗平衡/匹配?  

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    是的!!!

    OPA2211输出电流为30mA, 390R 实际上不足以作为负载。我将对其进行更改!

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    您好、Shaoshuai、

    您提到应用的截止频率约为1.5kHz。 在不知道您要做什么的情况下、我将 DM 和 CM 滤波器放置在仪表放大器前面、请参阅随附的公式。  

    为了最大限度地提高仪表放大器中的 CMRR、输入阻抗匹配是关键。 如果输入阻抗不平衡、CMRR 将很差、并且可能的 CM 噪声可能会转换为差分输入信号、这不是您想要的。   

    https://www.ti.com/lit/ug/sbou115c/sbou115c.pdf?ts=1655176647316&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

    https://e2e.ti.com/blogs_/archives/b/thesignal/archive/2012/04/11/?pi320049=2&pi317399=2

    https://e2e.ti.com/blogs_/archives/b/thesignal/posts/difference-amplifiers-the-need-for-well-matched-resistors

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond

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    您好 Raymond,  

    您是说您在 直插式放大器中添加了无源 DM 滤波器(RC)吗?

    如果是这样,整个电路将会如下所示:

    输入信号+ RC 滤波器+缓冲器(OPA2211A)+差动驱动器(OPA1632)+ 1.5K 有源低通滤波器(OPA2211A)+ 差动驱动器(OPA1632)。

    我不确定是否有必要使用 RC 滤波器?

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    您好、Shaoshuai、

    在任何应用中、在仪表放大器的输入端使用低通滤波是一个好主意。 但请记住、滤波组件的任何不平衡都会降低共模抑制性能。 我看到仪表放大器电路由于输入低通滤波器选择不当而完全破坏了共模抑制。

    关键是要将转角频率设置得不会太低、并使用最先进的滤波元件来参考制造容差、温度漂移和长期漂移。

    还请记住、驱动器的任何不平衡或源极电阻都可能完全破坏您的计算结果、还可能导致共模抑制损坏。 这是不应将转角频率设置得太低的另一个原因。 允许源电阻存在某种不平衡。

    输入偏置电流所需的电流路径也是如此。 使每个输入到信号接地的电阻器尽可能大。 否则、源电阻的任何不平衡都会再次破坏共模抑制。

    根据经验、当涉及仪表放大器输入端的低通滤波时、更少就更好了  

    Kai

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    您好、Shaoshuai、

    感谢 Kai 的见解!

    我不确定是否有必要使用 RC 滤波器?

    我不清楚您在设计中使用的是+ 1.5kHz 高位 LPFS 的应用。 如果差分输入信号 较大并且共模噪声(50Hz 噪声或其他噪声)不是重要因素、则该设计可能不需要 DM 和 CM LPF 滤波器。 您的高阶 LPFS 旨在显著消除和衰减更高的频率。   

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond

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    您好 Kai,

    好了,这个前端模块用于一般应用,不仅用于1kHz 信号,所以我不能在内部运算放大器的输入端进行低通滤波。   

    但是、为  输入偏置电流提供直流电流路径是一个非常重要的问题、我将在我的电路上添加它!

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    您好、Raymond、

     此前端模块用于一般应用、不仅适用于1kHz 信号、因此我无法在内部放大器的输入端进行低通滤波。  

    感谢您的帮助!

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    您好、Shaoshuai、

    您的最大信号频率是多少?

    Kai

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    您好 Kai,

    22 kHz