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[参考译文] TLV9004:TLV9004输出不稳定

Guru**** 2513155 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV9004, LM3489, LP5907

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/1115682/tlv9004-unstable-output-of-tlv9004

器件型号:TLV9004
主题中讨论的其他器件: LM3489LP5907

你好

我观察到 TLV9004的输出异常。 在以下原理图中、放大器的输出应约为1V、即直流值。

但我在输出中看到了一个奇怪的振荡。 放大器的输出作为输入之一连接到1G3157。 但是、当我移除开关时、问题仍然存在。

放大器的非反相输入看起来非常正常。 但放大器的反相输入对干扰看起来非常奇怪。

感谢您的支持

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    这是在什么时候发生的?

    您是否正在使用开关电源? 您能显示 V+波形吗?

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    在 SMPS 之后使用 LDO。 我明天将捕获波形。

    感谢您的快速响应。

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    您好!  

    您是否还能澄清什么 是 V+和 V-值?  

    此致、
    Ashley

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    V+为3.3V

    V-为0V

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    您好!

    这看起来像是接地问题。 信号接地看起来不干净且有噪声、但似乎受到 SMPS 开关噪声的污染。 请记住、LDO 在高频下的纹波抑制通常非常有限、因此、开关噪声可能会穿过 LDO 并出现在 LDO 的输出端。

    这意味着运算放大器会看到有噪声的电源电压。 但信号接地也会受到此噪声的影响、因为每个电源电压去耦电容器都会将开关噪声的 HF 成分直接分流到信号接地。 并且、通过流回到开关噪声源- SMPS -所有信号接地都会受到该噪声的污染。 因此、接地不再是接地、而是取决于相对于 SMPS 测量接地的位置。

    信号接地噪声可以注入到运算放大器的输入端、并由此出现在输出端、或者更好地说明运算放大器在此噪声下的作用。 或者、如果您将示波器探针的接地引脚连接到距离较高的接地点、并与 OPAMP 的接地引脚相连、那么您可能只会看到这两个接地点之间的接地噪声下降。 在这种情况下、即使运算放大器未显示任何噪声、您也可能会看到噪声。 示波器仅显示两个电压之和、OPAMP 的输出电压加上接地噪声。 因此、在测量 OPAMP 的输出电压时、应始终将示波器探针的接地引脚与 OPAMP 的接地引脚相连。

    当噪声通过输入或电压引脚注入到 OPAMP 中时、输出电压通常会显示下冲和上冲的振铃、但不一定显示陡峭的边沿。 振铃是 R29、C10和位负载电容的结果:

    e2e.ti.com/.../user_5F00_tlv9002.TSC

    边沿的压摆率受 OPAMP 的限制、不能无限陡。

    但另一方面、当噪声耦合到运算放大器的输出端时、运算放大器的输出电压看起来稍有不同。 然后、振铃的第一个边沿与噪声脉冲一样陡峭。 由于 OPAMP 的有限带宽和输出阻抗、因此 OPAMP 的输出强制遵循该边沿:

    在现实中、您将始终看到所有这些贡献的组合、其中一点来自这一点、另一点来自这一点。

    如何防止这一切?

    1.在 SMPS 的输出端安装一个低通滤波器(Pi 滤波器)、并将电源电压(包括从该 Pi 滤波器接地到 LDO 的电源电压)馈入 SMPS 本身。 然后、该噪声将不再穿过 LDO 并污染信号接地。

    2.使用适当的信号接地、最好是实心接地层、以强制电路板上所有位置的接地端都是接地端。

    3.为了使用示波器进行正确的测量,请使用这样一个接地弹簧:

    Kai

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    你好

    我使用 LM3489生成3.8V 电压、然后使用 LP5907生成3.3V 电压。 LP5907的纹波电平似乎良好。

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    您好!

    开关噪声不大、但足够大、可以导致问题。

    如何继续、取决于您的应用。 如果您可以容忍该噪声、没问题。 但如果不是、那么您应该对它执行一些操作。

    Kai

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    您好 Kai

    我有一些有趣的基础、即干扰真正与 ADC 采样相关、干扰发生在 ADC 进行采样时。 当我停止采样时、干扰不存在。 这里是毛刺脉冲的详细信息、压摆率似乎是0.1V/0.026us=3.8V/us、类似于数据表2V/us。

    谢谢!

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    您好!

    是的、ADC 输入也会导致这种干扰。 您对 ADC 没有任何了解。

    通常、OPAMP 输出和 ADC 输入之间使用电荷桶滤波器、以使 OPAMP 能够正确驱动 ADC。

    Kai

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    用户好!

    Kai 正确、这可能是由 ADC 采样引起的。 我不知道放大器正在驱动 ADC。  

    在这种情况下、需要一个电荷桶来帮助在 ADC 采样期间保持输出电压。  

    请观看此 TIPL 视频、了解如何计算 ADC 的无源器件: ADC 无源组件选择。 此资源可帮助您修复输出干扰。

    您所使用的特定 ADC 的数据表还应提供有关建议组件值的更多详细信息。

    最棒的

    Jacob

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    谢谢! 我不希望 ADC 会导致这样的干扰。 我看到干扰出现的频率与采样频率相同。 然后我关闭 ADC、干扰消失。 CSH 为 ADC 的5pF

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    你好

    我尝试像这样进行仿真、但仍然存在干扰。 我想知道我们可以通过哪种方式尽可能减少干扰。

    R6/C4/R7用于模拟 ADC。

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    您好!

    标准方法是使用合适的电荷桶滤波器(R5和 C3)。 如果 ADC 每秒采样频率不是太高、并且 OPAMP 足够快、能够使电荷带扣滤波器在采样之间完全稳定、则可以增加 C3。 例如、对于步长为1024的10位 ADC、使 C3至少比 C4大2000倍。

    您的 ADC 是什么? 您希望每秒采样的频率是多少?

    Kai

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    你好

    该 ADC 嵌入在 SAR ADC STM32U585中、采样率为2000SPS。14位 ADC

    谢谢!

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    然后将 C3增加至100nF。

    Kai

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    你好

    感谢您的建议。 我想知道为什么在50Hz 信号下使用放大器时不会发生这种情况。 我经常将放大器用于50Hz 信号、然后使用具有大约2kSPS 的 ADC。 但我从未看到 ADC 原始数据产生干扰。

    谢谢!

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    为什么您希望看到 ADC 原始数据的干扰? 如果 OPAMP 未在 ADC 采集周期内完全稳定、则只需取错误的样本。 要查看毛刺脉冲、您需要每100ns 对毛刺脉冲进行一次采样、ADC 与第一个 ADC 并联的速度要快得多、这会导致采样毛刺脉冲、这一点毫无意义。

    Kai

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    我不希望看到干扰、我只是想知道如何确保在交流信号中看不到干扰。

    谢谢!

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    使用相同的 OPAMP 电路、相同的电荷反冲滤波器和相同的 ADC、您将始终看到相同的毛刺脉冲、而与要转换的信号无关。 毛刺脉冲将始终叠加到 ADC 的输入信号中。

    当您采用另一个 ADC 时、干扰可能会消失、尤其是当 ADC 具有额外的输入缓冲器时、它本身通过开关电容器驱动 ADC 的采样级。

    当您使用另一个电荷反冲滤波器时、干扰也可能消失或至少改变其形状。 例如、电路中的 C3越大、干扰就越小、因为 C3将越来越多地驱动 ADC 输入端的开关电容器、而不是 OPAMP。 这就是您的应用中应增加 C3的原因。

    当您采用快得多的运算放大器时、干扰也会变得小得多或至少短得多、以便运算放大器的输出可以在 ADC 的采集周期内完全稳定。

    Kai