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[参考译文] OPA322:光电二极管传感器

Guru**** 2448780 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA322, 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/1054085/opa322-photodiode-sensor

器件型号:OPA322
主题中讨论的其他器件: TINA-TI

您好!

我将设计以下基本光电二极管电流感应电路。 我将共模电压保持在100mV、电阻为480M Ω。 我的目标是能够以10kHz 的输入信号运行。 光电二极管的 CJ 为100pF。

要计算我的传递函数: Vout=IPD*RF+VCM =I*480Mohms+100mV

使用此传递函数、我能够计算出1nA 时的最小输出电压为 580mV。 输出电压怎么可能低于这个580mV 的最小值?

为这些类型的应用选择运算放大器时、还有哪些其他设计注意事项?

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    您好 Lucas、  

    我们有一本电路指导手册、其中讨论了关键设计注意事项、请参阅 光电二极管放大器电路  

    至于您的问题、电压输出摆幅为0.1V 至4.9V (基于5V V+) OPA322 DS:

    替换为给定的 Imax (10nA)、R1=8 480MΩ Ω

    因此、您所连接的仿真是正确的、Vo 较低输出摆幅~100mV。  

    祝你一切顺利、
    卡罗莱纳州

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    感谢您提供的配套资料、我一直将其用于此项目。 我想我的问题更多地是关于我求解的输出电压公式:

    VOUT = IPD*RF + VCM = I * 480Mohms + 100mV

    是这样吗? 如果是、为什么 在1nA 的最小电流下它不保持为真?

    此致、

    Lucas Pucheta

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    您好 Lucas、  

    这在1nA 时确实是如此。  
    请参阅以下直流分析、1nA 时的输出接近580nA:  

    您是否看到 1MHz 单电源光电二极管放大器参考设计? 它比单独的指导手册更详细一些。  

    祝你一切顺利、
    卡罗莱纳州

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    谢谢!!!  

    那么,要计算1nA 时的直流误差,我是否可以使用以下公式?

    计算值:Vout = 580mV

    仿真值: Vout = 577.14mV

    直流误差:(1-577.14mV/580mV)∗100 =.493%

    此致、

    Lucas Pucheta

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    卢卡斯

    您的信号似乎正在削波。 削波会增加失真和时间延迟。 降低信号或增益。 还会得到节点内的波形。 它的形状应与输出相同、但较小并超前90度。 如果失真,请尝试降低振幅或增益。

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    Ron、  

    您对 VIN 节点的看法是90度、这是由于运算放大器内部存在主极点? 在瞬态分析中、输出电压的削波清晰可见。 我必须使用该光电二极管输入电流信号、以便可以降低增益。 与更改反馈电阻器相比、我是否可以选择具有更低开环增益的放大器?  

    我已将 TINA-TI 文件添加到帖子中。

    e2e.ti.com/.../CS2-_2D00_-OPA322-_2D00_-Photodiode.TSC

    此致、

    Lucas Pucheta

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    卢卡斯

    该模型具有共振(增益峰值接近9kHz)、在480M 欧姆电阻器上增加了甚至50飞法拉可解决该问题。

    实际电阻器和 PCB 封装中会有一些自然电容。

    在10kHz 时、没有足够的运算放大器增益来保持直流工作点。  

      e2e.ti.com/.../CS2-_2D00_-OPA322-_2D00_-Photodiode_2800_50fF_2900_.TSC

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    您好 Ron、

    您能否解释一下您关于10kHz 时的增益不足以保持直流工作点的说法?  

    如果我不使用反馈电容器、系统在10kHz 时不会有更多的增益?

    此致、

    Lucas Pucheta

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    卢卡斯

    系统(其中的所有内容)要求获得更大的增益(无电容)。 在两种配置中,运算放大器具有相同的增益([运算放大器输出]/[运算放大器输入])。 为了获得最佳性能、运算放大器的增益应明显大于整个系统的请求。 所选运算放大器的结果与理想运算放大器的结果应接近相同值。 否则、系统将对运算放大器采样性能的可变性过于敏感。