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[参考译文] OPA4192:中的输出噪声、PSRR 图

Guru**** 1640390 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA4192, OPA4387, OPA4376
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/1122254/opa4192-output-noise-from-psrr-graph

器件型号:OPA4192
主题中讨论的其他器件: OPA4387OPA4376

您好、专家、

客户发现 OPA4192存在输出噪声问题。

电路:电压跟随器。

V+=5V、V-=0V

此噪声似乎来自电源噪声(1MHz)。 它具有相同的频率和5V 电源轨开关纹波。

这取决于 PSRR 性能。

但是、如果是 OPA4387 (相同的电路)、他们找不到该问题

他们检查了数据表中的 PSRR 图。 1MHz 时、两个器件的 PSRR 都大约为22dB。

是否有任何规格可导致与 PSRR 以外的电源纹波具有相同频率的输出噪声?

此外 、PSRR 图在 OPA4192和 OPA4387之间具有不同的测试条件。

OPA4192 :+/-18V

OPA4387:+/-2.75V

它是否会影响 PSRR 性能? 此外、您还在 V+=5V、V-=0V 时有任何 PSRR 数据吗?

谢谢

Mukuno

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    您好、Yusuke、

    来自电源电压的直流/直流开关噪声可通过多种方式进入电路。 一种隐藏的不良方法是通过去耦电容器将开关噪声直接注入信号接地。 凭借输入信号接地(省略实心接地层)、转换开关噪声将会遍布电路中的任何位置。  

    让运算放大器负责这个问题是不好的。 这里、直流/直流开关是错误的选择。 您迫切需要通过在开关输出端使用 LRC 滤波来消除电源电压中的开关噪声。 π 型滤波器非常有效。

    请记住、OPAMP 的电源电压必须始终干净、稳定且无噪声、因为即使 OPAMP 电源电压纹波的 PSRR 极高、也会始终进入电路。

    Kai

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    Mukuno-San、

    Kai 很好地总结了开关噪声 问题、 这是需要在应用中解决的问题。

    1MHz 基频时的 PSRR 为22dB、仅可降低噪声振幅约1/100th。 但是、开关波形包含许多更高频率的谐波、并且运算放大器 PSRR 随着 每个连续谐波而进一步下降。 几次谐波之后、不会再存在 PSRR、噪声直接通过运算放大器输出耦合、而不会产生任何衰减。  

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    尊敬的 Thomas - San、Kai - San、

    我理解您的意见。

    我的客户问题是、

    - OPA4192有问题。

    - OPA4387没有问题

    OPA4387在1MHz 时的 PSRR 也约为22dB。 (来自数据表)

    是否有任何规格可导致与 PSRR 以外的电源纹波具有相同频率的输出噪声?

    此外 、PSRR 图在 OPA4192和 OPA4387之间具有不同的测试条件。

    OPA4192 :+/-18V

    OPA4387:+/-2.75V

    它是否会影响 PSRR 性能? 此外、您还在 V+=5V、V-=0V 时有任何 PSRR 数据吗?

    谢谢

    穆克

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    您好、Yusuke、

    OPA4192比 OPA4387快得多、在高于1MHz 的频率下没有指定的 PSRR。 因此、我们不知道两个运算放大器在频率高于1MHz 时是否抑制纹波同样良好。 Thomas 已经提到、1MHz 纹波的谐波可能是这里的问题。

    为了更好地理解、我们需要查看纹波的示波器图并分析是否存在远距离谐波。 如果是这种情况、则较慢的 OPA4387可能更好地"看起来"抑制电源电压纹波。

    但是、再说一次、仅因为您在 OPA4387的输出端看到较低的电源电压纹波、这并不意味着 OPA4387对电源电压纹波的危害较小。 正如我已经说过的、电源电压必须干净、稳定且无噪声。 电源电压噪声可能会导致许多不必要的问题、这些问题可能会完全破坏电路的精度。 为什么? 由于在非常高的频率下、OPAMP 不再线性地处理电源电压引脚上的纹波、但可能会发生非常不必要的情况、例如电源电压纹波的解调或互调效应。 解调和互调可能会产生低频伪影、如不必要和不可解释的缓慢变化的失调电压。 相信我、您不想在精密电路中使用它。

    正如我已经说过的、这里的问题不是 OPAMP、而是电源电压纹波。 如果您在精密应用中看到 OPAMP 输出端的电源电压纹波、您迫切需要借助 LRC 低通滤波来抑制 OPAMP 电源电压引脚上出现的电源电压纹波、 π 型滤波器可直接安装在电源电压源的输出端。

    更改 OPAMP 通常不会消除这种情况、只会掩盖电源电压纹波的影响。

    Kai

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    Mukuno-San、

    由于运算放大器 PSRR 的有效频率范围有限以及 开关噪声的宽频率成分、因此尝试使用运算放大器 PSRR 不是解决该问题的方法。  该解决方案需要在所使用的运算放大器外部。

    可以考虑两种外部方法。 一种方法是向运算放大器电源引脚添加与每个电源线串联的射频扼流圈。 在运算放大器电源引脚处添加射频扼流圈。 该扼流圈与运算放大器电源去耦电容器相结合、形成一个二阶 LC 低通滤波器。 其截止频率越低、电源噪声的衰减就越高。

    或者、可将低噪声三端线性稳压器添加到每个电源引脚上。 三端线性稳压 器在高于所用运算放大器的频率下可能表现出高 PSRR。 线性稳压器确实需要比输出电压更高的输入电压、并且除了具有最佳 PSRR 性能外、还必须选择线性稳压器以实现最小压降特性。 线性电压稳压器 e2e 论坛可帮助您获得最适合该应用的产品。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    尊敬的 Thomas - San、Kai - San、

    我了解您的解决方案理念。

    客户了解、根本原因来自电源的开关噪声。

    客户已使用  OPA4376发布产品。 电路是固定的(它们不能添加 LDO 或滤波器)。

    由于 OPA4376的电源问题、我们建议将 OPA4192和 OPA4387等作为替代器件。  此外、他们还必须  紧急选择替代器件。

    他们正在评估我们 的替代器件。 然后、他们发现了这个问题。

    我知道、他们会针对已解决的根本原因改善电源噪声。

    但是、他们想知道运算放大器的哪个参数会影响这个问题。

    是否仅 PSRR?

    此外、PSRR 性能是否会随 V+/V-测试条件的变化而变化?  (据我了解、这个问题还取决于比图形范围更高的频率性能、如您的评论所示)

    答案是"确定"、"是"或"否"。 然后、我可以与客户讨论它。

    谢谢

    穆克

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    Mukuno-San、

    是的、PSRR。

    精密放大器 在生产测试我们的运算放大器 PSRR 时使用较大的电源电压变化。 与使用小电压变化相比、使用大电压变化是一项更严格的测试。 它本质上是一个直流测试、这就是数据表 PSRR 规格所依据的内容。  

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    大家好、Thomas - San、

    感谢您的回答。