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[参考译文] LMP7721:我能否在没有缓冲器的情况下为输入提供偏置电压?

Guru**** 671890 points
Other Parts Discussed in Thread: LMP7721, INA321, TINA-TI
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/1114704/lmp7721-can-i-supply-bias-voltage-to-input-without-buffer

器件型号:LMP7721
主题中讨论的其他器件: INA321TINA-TI

您好、TI、

我正在使用 LMP7721设计跨阻放大器。

在我的应用中、电路需要对输入进行电压偏置。

电路如下。

在仿真中、分压器通常生成偏置电压。

据我所知、放大器的输入电阻非常高、因此没有缓冲器的分压器不会成为问题、没问题吗?

此致。

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    是的、Yunsik、这将很好、您可以使用更高的 R 来节省一些功耗。在这里、我运行了快速输出噪声扫描、您将具有高噪声峰值、但它看起来很稳定。  

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    谢谢 Michael、

    这是另一个问题。
    是否可以使用如下所示的分压器配置多级放大器?
    此致。
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    在这里、您可以看到 INA 的 Rg 元素面向500欧姆源偏置、这将进入该级的增益响应、因此通常您会缓冲该元素、以从 RG1返回显示一个低阻抗、

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    那么、如果我使用较大的 R1和 R2、它是否正常?

    最好的雷加

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    Yunsik、

    添加 INA321可将增益增加 G = 5+5*(10K/10k)= 10、但会增加成本并增加电路板空间-请参阅下文。

    因此、使用 INA321时、总跨阻增益为10*10Mohm = 100Mohm -请参阅下文。 但是、现在 Iout 很重要、会导致 Vbias 误差、因此应进行缓冲、如下所示。

    话虽如此、在没有 INA321的情况 下、有一种更简单的解决方案可以获得100Mohm 互阻抗增益、而是使用10Mohm 的射频、后跟 R3和 R5 10x 增益级-请参阅下文。  这就无需使用 INA321、但是、电路仍会受到 I_ERROR 电流导致的误差的影响(请参阅下面的 Vbias 1.7V 而非1.65V)。

    添加缓冲器可消除 I_ERROR 导致的误差、并允许在以下任一电源轨的150mV 范围内测量 IG1:Vout=1.65V+/-15nA (+/-15nA*100Mohm=+/-1.5V) :Vout=1.65V+/-15nA*100Mohm=3.15V 或0.15V -请参见下文。

    接下来、应检查配置的交流稳定性。  这样做表明相位裕度不足、仅为35度、而建议的最小值为45度-请参阅下面的内容。

    将 CF 增加至20pF 会将相位裕度增加至60度、并确保电路稳定运行-请参阅下面的。

    运行小信号瞬态分析会导致10%的过冲、而建议的最大值为25%。  这证实了电路的稳定运行 -见下文。

    为了方便起见、我在下面附上了 TINA-TI 原理图。

    e2e.ti.com/.../LMP7721-TIA.TSC

    e2e.ti.com/.../LMP7721-TIA-AC-stability.TSC

    e2e.ti.com/.../LMP7721-TIA-Transient-stability.TSC

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    大家好、Marek

    为了节省电路板空间、我根据您的建议设计了以下电路。

    当我仿真小信号瞬态分析时、没有过冲。  

    当我检查交流稳定性时、相补角为89.38度。

    仿真是否有任何问题?

    此致。

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    89度的相位裕度是一个非常稳定的系统、与瞬态分析密切相关、因此我不确定问题是什么。  但是、您的相位裕度图看起来不正确、因为它不显示 AOL 和 invBeta 的交叉点 -请参阅下面的内容。

    话虽如此、25Gohm 的跨阻增益太高、无法在实际应用中工作、因为任何电路板泄漏都会导通输出。  此外、传感器阻抗必须远高于射频、以避免测量误差- 400m 的 R4与500m 的射频将导致大电流误差、如上面的原理图所示。

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    使用以下公式进行仿真后、需要对仿真结果进行后处理:AOL=Vout、invBeta = Vout/VFB 和 LoopGain=VFB。

    LMP7721是一款运算放大器、因此我不确定"在没有运算放大器的情况下进行仿真"是什么意思。

    请查看以下链接下的稳定性材料:

    https://training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps-stability-introduction?context=1139747-1139745-14685-1138805-13848

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    我指的是理想的运算放大器(IOP1)
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    是-您必须使用运算放大器缓冲 Vbias。 如果没有它、Vout 会反馈回 R1/R2分压器、从而激励 LMP7721的同相输入破坏交流结果。