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[参考译文] OPA2330:电流测量电路中输出信号的噪声为20kHz

Guru**** 664280 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA2330, OPA2325
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/1023912/opa2330-20khz-noise-riding-on-output-signal-in-current-measure-circuit

器件型号:OPA2330
主题中讨论的其他器件: OPA2325

请解释为什么 OPA2330会在此电流反馈电路中产生如此多的输出噪声。
是否有办法修改电路以消除噪声?
为什么 Microchip MCP6232的工作效果要好得多(噪声方面)?
(详细信息请参见附件)e2e.ti.com/.../Tech-Support-Request-_2D00_-Current-Feeback-Circuit-Noise-Problem.docx

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    尊敬的 Paul:

    首先、我希望您确认 OPA2330全电路应用如图所示、这样我们就可以确保我们对它有正确的理解。

    我以5安的负载电流为例、在线性范围内产生输出电压。  然后、问题归结于您观察到的 OPA2330与您将其与之比较的其他运算放大器之间的噪声差异。

    从根本上说、两个运算放大器因其电压偏移和温度漂移而看起来彼此非常不同。 OPA2330的最大电压偏移为1/100、这归因于它是自动置零运算放大器。 它使用内部开关和失调电压存储来将失调电压几乎归零。 失调电压较高的运算放大器很可能不采用此类技术、因为当电路中可接受高失调电压时、不需要使用此类技术。  

     您的应用电路可能对 OPA2330输入级中发生的输入开关敏感。  有时、输入开关中发生的电荷转移会由于输入电流噪声到电压噪声转换而导致输出噪声。 在电路中可能发生的情况、在此电路中、运算放大器的输入会看到高阻抗、然后返回源和反馈路径。 我想我们没有看到在电路中源阻抗和反馈阻抗较低的电路中出现这种情况、但由于电流反馈、这里可能会有所不同。 如果发生这种情况,可能难以补救。  

    您是否可以评估电路中的非自动置零运算放大器之一以查看噪声是否有所改善? 如果是、您能告诉我哪些运算放大器特性在该应用中很重要吗?  

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    尊敬的 Thomas:

    感谢您的快速回复。

    是的、您显示的电路是我正在使用的电路。

    Iload 为0A 至10A、VF1为0V 至3.13V。

    运算放大器输入位于电压轨0A 处。

    我愿意尝试另一个运算放大器(MCP 的 Vos 很糟糕)。

    设计规格:

    1. 输入的 CMR 应大于电源轨。
    2. GBW <1MHz 就足够了
    3. 在整个温度范围内、非常需要以 mV 以下为单位的输入失调电压、但这并不是必需的。
    4. 必须采用 SOIC8封装。

     

    感谢你的帮助。

    保罗

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    尊敬的 Paul:

    感谢您提供有关高侧电流应用运算放大器要求的更多信息。 在内部、我们正在讨论您的 OPA2330电路、该电路试图了解输出噪声。 仔细检查您提供的噪声图像中出现的尖峰表明 、它很可能是由偏移自动置零开关生成的。

    我们的 e-trim 运算放大器不再使用自动置零运算放大器、而是具有下一个最低的失调电压和漂移。 它们不采用任何自动置零或斩波来实现极低的失调电压、因此不存在开关噪声的可能性。

     OPA2325是一款易于满足或超出要求列表的运算放大器。 您可以在此处查看 OPA2325数据表:

    https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa325.pdf

    OPA2325  的带宽比 OPA2330大得多、这是我想要检查的内容。 我对您的电路进行了稳定性分析、两个运算放大器的相位裕度看起来都很高。 不稳定性不应成为电路中 OPA2325的问题。

    如果您有任何疑问、请告诉我。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    尊敬的 Paul:

    我的一位负责精密低电压运算放大器(如 OPA2330)的应用同事建议在输出端到接地端之间添加一个200pF 的滤波电容器。 如果 PC 板将容纳电容器、则可以尝试这样做、然后查看这是否会将噪声降低到可接受的水平。 如果 PC 板未容纳电容器、则替代运算放大器方法可能最简单。  

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    Thomas、

    我要购买一些 OPA2325运算放大器来试用。  规格看起来非常好。

    我还将尝试使用输出电容器。

    我将告诉您发生了什么。

    保罗

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    尊敬的 Paul:

    听起来不错。 我们有兴趣听取这两个建议方案的结果。

    谢谢、Thomas

    精密放大器应用工程

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    Thomas、

    测试结果。

    OPA2325: 噪声类似于 MCP6232、可能会高10mV、但非常好。  偏移测量值为160uV、恰好在规格边缘。  100°C 漂移将增加另一个750uV (规格)

    具有100pF 输出电容的 OPA2330:  噪声明显优于没有电容的情况。 200mVpp 低至50mVpp。  偏移仍然令人惊叹。  我在两个器件中测量了47uV 和27uV。  在绘图中的输出电阻器 R9上添加电容是另一项可以与任何运算放大器良好配合使用的重大改进。  OPA2330仍然需要输出电容器。

    成本较低的 TSZ182IDT 的性能与 OPA2330类似。  噪声仍然是一个问题、但输出电容器技巧可能也会帮助解决这个问题。

    我有一些图片、但目前我看不到上传它们的方法。

    我将声称输出电容是我原始帖子的解决方案。  已解决!

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    尊敬的 Paul:

    很高兴听到在运算放大器输出端添加电容可以显著提高应用中的噪声性能。 OPA2325相对于 OPA2330的带宽大幅增加 会导致 其输出端的集成噪声更高、可能与 OPA2330电荷传输噪声相当。 OPA2330的电荷传输噪声的频率将高于运算放大器的增益带宽、在输出端添加电容器应限制带宽并降低更高频率的噪声。

    是的、OPA2330的输入电压偏移应非常低。 当然、使用自动置零运算放大器是一个很好的理由!

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程