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[参考译文] THS4561:THS4561差分放大器-我正在使用 THS4561进行麦克风设计。 有人能快速看一下我是否做得正确。 我没有多少关于全差动设计的经验

Guru**** 657930 points
Other Parts Discussed in Thread: INA849, INA163, THS4561, TINA-TI, THP210
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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1031070/ths4561-ths4561-differential-amplifier---i-am-working-on-a-microphone-design-with-the-ths4561-can-anyone-take-a-quick-look-to-see-if-i-have-done-it-right-i-don-t-have-much-experience-with-fully-differential-designs

器件型号:THS4561
主题中讨论的其他器件:INA849INA163TINA-TITHP210

e2e.ti.com/.../DSN10116.pdf

这是一个小型电路板、是客户端大型项目的一部分。  MIC 的输出是差分的、阻抗为355欧姆。  它们将以250kHz 的频率进行采样、比样本高大约10倍。  他们不知道需要多大的增益、但希望声音级别较低。 我们决定从大约100的增益开始。  我选择10uF 直流阻断电容器、因为我认为它将在大约44Hz 的频率下形成一个高通滤波器、该频率正好低于麦克风的底部频率。 我在反馈中放置220pf 电容器、以形成20Khz 低通、实现抗混叠。  我认为715欧姆端接电阻器将使麦克风与放大器匹配。  它们具有一个差分 DAC、其中点(零)为0.75V、因此我将 Vocm 设置为该电压。

对于那些在全差动放大器方面拥有丰富经验的人、我是否做出了正确的假设?  这是我第一次使用一个、我想在为客户制作电路板之前先进入棒球场。

感谢你的帮助。

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    正如您所说、当输入信号非常低时、我将采用一个噪声低得多的放大器、如 INA163或 INA849。

    Kai

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    看起来非常合理、在输出端、您说的是 DAC 采样率? 您是指 ADC 采样率、还是指 FDA 的 ADC 输入端的任何 RC。  

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    感谢 Kai、但这两个放大器都是差分至单端的、我们的客户特别希望 DAC 板上有一个差分信号。

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    是的、他们计划在其 ADC 上以大约250kHz 的频率进行采样(抱歉、dyslexia 翻转了字母)。 我相信他们想要在相控阵列中使用这些样本、因此他们需要进行足够高的采样以获得相位差的良好分辨率。  遗憾的是、我无法访问 ADC。  通常、我在 ADC 的前面放置一个低通滤波器、尽可能靠近物理位置。  他们可能需要考虑定制设计、以便我们能够做到这一点、但现在他们只需要一个差分信号。  我相信它将是双绞线、从麦克风板到其 ADC 系统的距离约为15英尺。  感谢您的观看。

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    实际上、我所说的是您的寄生负载电容、您知道您不能直接驱动该双绞线而不会有振荡风险、 您可能已经接近反馈电容器-我只是不想解决这些问题、直到我有完整的电路-这意味着负载。  

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    实际上、我不知道我们无法直接驱动双绞线。  我认为这是一种首选的传输方法。  我们应该将什么用作放大器输出和 ADC 输入之间的电缆?  ADC 是一款商用电路板、因此我们无法在其上设计滤波器。 我们可能会对子板进行死区调试、以便在 ADC 的输入端放置低通滤波器。 如果这会导致问题、我可以移除差分放大器上的电容器。  我是否需要电缆两端(THS4561 OUT 和 ADC 输入)的终端?

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    此外、我在反馈中发现了一个错误。 我认为正输出必须变为负输入、反之亦然、才能保持稳定。 我的正面对正面、负面对负面、但现在已经解决了。

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    ADC 板是否具有输入阻抗规格?  

    双绞线可以正常工作、但为了确保需要了解 FDA 输出上的负载、包括电缆 C、将一些串联 R 导入电缆可能是谨慎的

    THS4561的首页显示了一个音频滤波器应用的版本、我已经迭代了一段时间、该器件可以很好地工作、但确实需要一些相位裕度焦点。 我有很多有关稳定这些部件的背景信息、但所有这些都取决于具有正确的负载。 没有理由不这样做。  

    但是、如果您想了解我从5号《洞察》开始的方向、则8号《观察》侧重于 FDA 进行环路增益相补角分析。  

    https://www.planetanalogue.com/stability-issues-for-high-speed-amplifiers-introductory-background-and-improved-analysis-insight-5/#

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    查看 ICS40619的数据表后、我想撤回我对 INA163和 INA849的建议。 ICS40619在20Hz...20kHz 频带中输出-105dBV 的本底噪声、即5.6µVrms μ V。 这等于大约40nV/SQRT (Hz)的噪声电压密度。 因此 THS4561的4nV/SQRT (Hz)噪声根本没有影响。

    Kai

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    您好 Sean、

    如果客户有一个250kHz ADC、他们应该在 ADC 的输入端直接有电荷桶滤波器。 馈送此电荷桶滤波器的缓冲器也应直接位于 ADC 输入端。 对于250kHz ADC、在距离 ADC 输入5m 的距离内使用电荷桶滤波器的缓冲器听起来有点不寻常。 在这种情况下、我会尝试使用电缆阻抗终止电荷桶滤波器的输入、以防止电缆电容破坏电荷桶滤波器的性能。

    您能否了解客户使用的 ADC 设置? ADC 板上是否已有电荷桶滤波器? 在 ADC 板上是否已经有一个用于电荷桶滤波器或 ADC 输入的缓冲器?

    您打算使用哪种双绞线? 5类? 6类?

    Kai

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    我问过他们计划如何对信号进行采样、他们将使用 MCC128堆叠板。  我在提供的数据表中找不到有关板载滤波的任何内容。 电路板的输入阻抗列为1-Gohm。  对于该输入阻抗、我猜它必须端接、否则会有很大的反射。

    根据我们在这里的讨论、我们现在计划将双绞线用于40619的电源、将同轴电缆用于差分输出。

    我将在放大器的输出端添加两个串联电阻、我们可以尝试各种值来匹配电缆阻抗、我想我们不会提前知道这些值。

    感谢大家的帮助。

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    您好 Sean、

      电路看起来不错、但正如 Michael 提到的、最好确定放大器的负载、因为它是系统整体稳定性的关键部分。 我重新计算了输入级的一些输入阻抗值、并创建了下面附加的 TINA-TI 仿真。 它似乎与大约45Hz 至20kHz 的通带设计理论相匹配。  RC 滤波器和 ADC 的输入阻抗最终确定后、最好将其包含在仿真中、并对 FDA 进行稳定性分析。  

    e2e.ti.com/.../THS4561_5F00_Sean.tsc

    谢谢、

    Sima  

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    SIMA、

    感谢您进行此分析。 看起来我们可能会遇到稳定性问题。  我已经在电路板上添加了两个串联电阻器、如果需要、我们可以使用焊盘在 Vo+和 Vo-之间放置一个电阻器。  我将从要制作的电路板上发出、并将了解其工作原理。 谢谢你。

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    您好 Sean、

    您手头有这样的 MCC128板吗? 您能否找出每条输入线路将要到达的位置? 它是 OPAMP 输入吗? 它是多路复用器输入吗? 还是 ADC 输入?

    Kai

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    您好!

    查看 THP210全差动放大器

    此致

    Gerhard