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[参考译文] THS4631:1MHz 时的闭环增益稳定性

Guru**** 1637200 points
Other Parts Discussed in Thread: THS4631, OPA810, OPA684, TINA-TI
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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/972829/ths4631-closed-loop-gain-stability-at-1mhz

器件型号:THS4631
主题中讨论的其他器件: OPA810OPA684TINA-TI

大家好、

我的客户已经完成了仿真、以检查 THS4631在1MHz 时的闭环增益稳定性。 在随附的 XL 表中、针对1MHz 频率下的不同增益捕获了增益误差。

e2e.ti.com/.../THS4631_5F00_Gain-Vs-Freq.xlsx

您能否验证并确认用于闭环增益的增益误差和电阻器。    是否有任何特定原因使用 Rf=499欧姆、或者可以使用任何电阻器组合(Rf 和 Rg)进行增益设置?

 提前感谢您的支持。

此致、Shinu。  

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    晨报  

    首先、我们需要确保使用的是哪个模型-这里是数据表中图1的一代、首先是2005模型和100欧姆负载、  

    然后、我注意到它们使用的是100千欧负载、因此它们更接近数据表、  

    然后、在2020年更新的模型中使用100欧姆曲线、会发生很大的变化-在模型中可能是更高的输入 C -这是您在 C 在环路增益中引入另一个极点时使用较低增益 R 的部分原因、  

    部分 Excel 错误只是在低 F、1MHz 和增益为100时选择标准值、而在1MHz 时滚降。  

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    您好、Michael、

    您能否澄清以下问题、

    1.您能确认我的仿真中的错误值吗?

    在42增益下 、误差为 2.05%。 它是正确的吗?  

    2.对于闭环增益选择、我们是否应使用任何电阻器组合?或者作为数据表、显示我们需要使用 RF=499并根据增益要求更改 Rg?

    此致、

    Tatarao K

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    此外、请我们知道在1MHz 时它将支持的最大闭合稳定性增益是多少?、  

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    您能否插入您的仿真文件或告诉我您的模型显示的年份。 当您在最大增益下支持1MHz 时、您的意思是-预期增益的目标误差?

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    我正在查看您的一个数据点情况1 100Hz、我怀疑这可能不是仿真

    如果电阻器值完美、则应预期增益为两项

    1+Rf/Rg

    然后乘以 L1/(L+1)项

    RF =499且 Rg = 24时的1+RF/Rg 项得到1+RF/Rg =21.79

    环路增益为 AOL/(1+RF/Rg)。 低频 AOL 为80dB (数据表中的图12)。 然后,LG (LG + 1)的任期为0.9978

    因此、100Hz 时的总增益应为0.9978*21.79 = 21.74 (或26.74dB、与100Hz 时的情形1 dB 增益完全匹配)

    但是、原始模型更新和2011模型更新均未显示80dB 直流条件下具有大约20kHz 主极点的正确 AOL 曲线。 这表明您的数据是测量值吗? 未模拟、对吗?  

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    您好、Michael、

    请分享 THS463DDA 的最新模型以进行仿真。 我们计划在 LT SPICE 中进行仿真。

    此致。

    Tatarao K

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    最新模型位于仿真工具下的 Web 产品文件夹中。  

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    这里是 AOL 响应的测试文件、您可以看到2011模型(我认为是最新的模型)与数据表的低频曲线完全不匹配。 您可能会看到更新的 OPA810

    和 V7格式的文件、  

    e2e.ti.com/.../Aol-curve-generation-for-THS4631-new-model.TSC

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    您好!

    为了澄清这一点、最新的模型是2020版本、当前可在产品页面中找到、或使用以下链接:

    在选择增益设置电阻器的问题上、需要在增加和减少反馈电阻器值之间进行权衡。 降低反馈会导致器件的功率耗散增加、因为输出端的总负载将会降低。 将反馈电阻器设置得过高会降低带宽、并可能会影响电阻器与寄生电容相互作用时的稳定性。 我建议从数据表中推荐的499欧姆电阻器开始、并根据您的需求进行调整。  

    最棒的

    Hasan Babiker

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    哎呀、我以为我有了最新的模型、2020年的更新在 AOL sim 上看起来比数据表图好得多、是的、80dB 直流 AOL、带宽为200MHz。 看起来很完美  

    该文件位于 V7中

    e2e.ti.com/.../Aol-curve-generation-for-THS4631-2020--model.TSC

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    您好、Michael、

    感谢您的支持。 请您在下面澄清一下问题。

    我们已使用以下模型进行仿真、并从 TI 网站下载。 此模型是否为最新版本?

    2.我们在 Tina 中进行了仿真并在1MHz 时针对不同闭环增益捕捉了增益误差,请确认这些误差在1MHz 时是否正确? 不是?。

    情况1:闭环增益为21.7、误差为0.46%。

    情况2:闭环增益为36.5、误差为1.49%

    案例3:闭环增益为42.4、误差为2.05%

    情况4:闭环增益为101.7、误差为10.46%

    3.我将以下电阻值用于20和10个闭环增益、该值是否可以使用?

    对于20增益、RF=499R、Rg=26R

    对于10增益、RF=499R||470、Rg=26R

    此致、

    Tatarao K,

    9059058519

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    您好 Tatarao、

    您是否想使用"插入/编辑媒体"按钮再次发布您的图像? 您的最新帖子中未显示图片。

    最棒的

    Hasan Babiker

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    但通过预览 Tatarao、  

    增益较高且频率为1MHz 时的增益误差只是响应应该发生的变化。 如果您希望在1MHz 范围内获得更好的平坦度和100的增益、请使用更快的 VFA 或像 OPA684这样的 CFA 器件。  

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    如果您希望在100至1MHz 的增益下实现完美的平坦度、一个选项是 OPA684 -我们使用闭环输入级 CFA 来实现这一目的、从而真正扩展低功耗 CFA 上的增益范围、当然不是 FET 输入、但在这里、您可以使用宽带、  

    然后、在10kHz 至1MHz 的范围内、相当平坦、  

    然后是 V7中的文件

    e2e.ti.com/.../OPA684-non_2D00_inverting-gain-of-101.TSC

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    您好、Michael、

    感谢您的支持。 请您在下面澄清一下问题。

    我们已 从以下仿真链接下载模型、并 从 TI 网站下载。 此模型是否为最新版本?

    模型:SLOM248A.ZIP (4KB)- TINA-TI Spice 模型

    THS4631数据表、产品信息和支持|德州仪器 TI.com

    2.我们在 Tina 中进行了仿真并在1MHz 时针对不同闭环增益捕捉了增益误差,请确认这些误差在1MHz 时是否正确? 不是?。

    情况1:闭环增益为21.7、误差为0.46%。

    情况2:闭环增益为36.5、误差为1.49%

    案例3:闭环增益为42.4、误差为2.05%

    情况4:闭环增益为101.7、误差为10.46%

    我想在40闭环增益下使用此器件、请告诉我它在40增益下对于1MHz 有增益稳定性?

    3.我将以下电阻值用于20和10个闭环增益、该值是否可以使用?

    对于20增益、RF=499R、Rg=26R

    对于10增益、RF=499R||470、Rg=26R

     e2e.ti.com/.../1385.THS4631_5F00_Gain-Vs-Freq.xlsx

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    您好 Tatarao、

    要回答您的问题:

    1)是的、这是 THS4631模型的最新版本。

    2) 2)如果不知道确切的配置、很难确认您的 sims、您能否为每种情况提供 TINA 电路? 正如 Michael 在更高增益时提到的、您可能会看到滚降、在这种情况下、您需要更快的放大器。 另一方面、THS4631也是一款可能出现峰值的敏感器件、有时需要使用反馈电容器来降低峰值、如数据表的图2所示。  

    您是否还能说明本例中的负载条件是什么?

    3) 3)我看不到使用这些特定值的主要问题、但在增益为10的配置中降低反馈电阻时、您应该注意器件的输出摆幅。 在本例中、SIM 显示的输出将限制在 Vs+- 3.5V 左右。

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好、Hasan 和 Michal、

    有关 THS4631DDA 的查询、

    1.我将 V+=15V 和 V -=-5V 电源轨用于 THS4631DDA、该器件是否需要散热器? 器件运行时的最大功耗是多少?

    2.您能否验证并确认增益误差?.e2e.ti.com/.../7103.THS4631_5F00_Gain-Vs-Freq.xlsx

    TH4631DDA 输出摆幅限制为9V、这是否正常?

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    您好!

    要回答您的问题:

    1. 为了提高热性能、请为此器件使用 DDA 或 VSSOP 封装。 这两种封装都具有 PowerPAD。  
    2. 由于实际情况中可能引入寄生效应、因此很难确定仿真结果与测量数据之间的匹配程度。 但是、如果您在 sim 中获取这些值并使用数据表中的结果进行确认(如您在初始帖子中包含的图)、则结果不应变化太大。
    3. 使用100 Ω 负载时、您应该能够摆动到10V 或至少9.5V。 您在这里使用的负载是什么?

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好、Hasan、

    感谢您的回复、

    1.我使用的是 THS4631DDA 封装、希望不需要散热器、对吧?

    2.我正在为 THS4631DDA 进行2层 PCB 布局、该器件放置在顶层和底层上、是 GND。

    我是否可以知道移除 THS4631DDA 器件引脚下的 GND 平面和电源平面的目的?

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    您好!

    1) 1) 1)如果您按照布局的"PowerPAD PCB 布局注意事项"下的步骤操作并且器件以典型方式使用、则不需要散热器。

    2) 2)这是为了减少器件输入和输出引脚上的寄生电容、建议用于许多高速放大器。 以下是数据表中的说明:

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好、Hasan、

    请问 ,如果 SN74AVC2T245RSWR 器件的 VCCB=1.8V,VOH (最小值)是多少?

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    您好 Tatarao、

    我将介绍高速放大器器件、请开始新的主题、与 SN74AVC2T245RSWR 专家进行讨论。

    最棒的

    Hasan Babiker  

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    您好、Hasan、

    关于 THS4631DDA、

    1、增益20使用499R、增益10使用470R 并联499R、采用0603封装、请告知我这些电阻值和封装是否有任何问题。

    使用15V 和-5V 电源、如下所示、请告诉我这些不平衡电源在 性能降低失调电压、CMMR 等方面是否有任何问题

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    您好 Tatarao、

    1.您能不能澄清负载是多少?

    2.只要您处于输入和输出限制之间,不平衡的电源就不应影响器件的性能。  

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好、Hasan、

    我们不连接任何负载、只需使用示波器测量输出电压即可。 示波器输入阻抗将是负载。

    此致、

    纹身 K

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    您好 Tatarao、

    我的意思是、您的最终应用中的负载是什么?

    并联使用470欧姆电阻器的唯一问题是、由于输出电流消耗、您的输出电压范围将受到限制。 请参阅以下内容、了解两种情况下高阻抗负载下的最大输出电压差异:

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好、Hasan、

    1.对于这些499R、470R 和26R 电阻器,我使用的是0603封装,此封装是否正常?或者需要使用更多的此封装?

    或者、请建议我使用适用于增益20和 Gain10的电阻器和封装。

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    您好 Tatarao、

    是的、在这里使用0603封装应该可以。 合适的电阻器值将根据您的要求而变化:

    1. 您提到了负载是范围、但您是否打算将来将此器件与另一个负载一起使用、或者可能使用 ADC? 您是否为示波器使用了50欧姆或高阻抗负载?
    2. 您需要的最大和最小输出电压是多少?  
    3. 您是否有任何特定的噪声要求?

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好、Hasan、

    1.我正在使用示波器测量 THS4631DDA 输出、但在输出侧未连接任何单独的负载。

    2.输出电压范围为1mV 至8.5V

    3、噪声应尽可能低、输出精度应为2%。

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    我是否还应使用以下电阻器来实现30Gain 和15Gain?、

    对于30增益、RF=2K、RIN=70R、

    对于15Gain、RF=2K 并联、1.8K 和 RIN=70R

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    谢谢 Tatarao、

    我认为、您不应该有符合10和20配置增益要求的问题。 在增益为30的情况下、切换到2k 电阻器的原因是什么?  

    我认为您可以获得更高的精度、从而保持一致的反馈电阻器值并改变增益电阻器(RG)以改变增益。 还应注意的是、此处电阻器的容差会影响您的精度。

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好、Hasan、

    对于20Gian,我将获得8.5V 输出 ,以获得11V 输出计划,使用30Gain。 为此、我选择了 Rf=2K & Rin=70R。 为了限制功率耗散、我选择了千欧范围内的 RF。

    和15Gain、我选择了 RF1 = 2K 并联、Rf2 = 1.8K、Rin = 70欧姆。

    请告诉我您对此的建议。

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    您好、Hasan、

    如果24.7mA 的电流流经 R1 499、我们需要更多0.287W 的电阻器封装、对吧?。

    仅具有0.1W 的0603封装。

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    您好 Tatarao、

    正确的做法是、您需要一个额定值至少为304mW 的电阻器。 如果您无法切换至具有较高额定功率的电阻器、则可以增加射频和较低 RG 的电阻以满足您的增益要求。

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好、Hasan、

    之前、我选择了 Rf=499R 且 Rg=26.1R 用于20增益、RF1=499R 并联、Rf2=470R 且 Rg=26.1R 用于10Gain。

    如果我们使用这些电阻器、功耗将会更大。

    因此、我计划使用更高的电阻值、例如 Rf=1.5K & Rg=75R 用于20增益、RF1=1.5K 并联、Rf2=1.3K & Rg=75R 用于10Gain。

    请告诉我、使用这些高电阻值是否有任何问题?

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    您好 Tatarao、

    如果您无法提高电阻器的额定功率、我同意将您的反馈电阻器增加到千欧姆范围将是最安全的选择。 我不会忘记任何主要问题、但如前所述、这会增加您的噪声并对您的带宽产生影响。 我建议在 SPICE 中测试您的电路、以确认您仍然满足您的带宽和噪声要求、如果不进一步调整反馈电阻器。

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好、Hasan、

    如果我使用以下电阻器、需要哪种封装? 0805或更高?。 请建议

    Rf=499R、Rg=26.1R、增益为20、然后

    对于10Gain、RF1=499R 并联、Rf2=470R、Rg=26.1R。

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    您好 Tatarao、

    问题不在于封装尺寸、而是在于您使用的电阻器的额定功率。

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好、Hasan、

    我正在对以下电路进行测试。

    对于增益20、使用 RF=1K & Rg=51R; 对于增益10、RF1=1K 并联、Rf2=1K & Rg=51R。

    对于提供预期输出电压(8mV 至0.8V)的低电流(1uA 至100uA)和高电流(100uA 至10mA)第一级运算放大器。

    但是、对于低电流(1uA 至100uA)第二级运算放大器(THS4631DDA)不提供预期输出电压(170mV 至8.7V)的情况、我们仅获得低电压。 例如、我们只能看到1.8V、而不是4V。

    请告诉我原因。

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    请在上方找到 ckt  

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    另外、请告诉我 EVB 中 Z3=950的用法。

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    您好 Tatarao、

    950R 电阻器用于在将运算放大器连接到具有50R 输入阻抗的设备时为运算放大器提供1k 负载:-)

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    感谢您的回复...

    请告诉我如何计算此负载电阻器值?  

    对于以下电路、负载电阻(RL)值是多少?

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    您好 Tatarao、

    这取决于几个因素:

    • 您是否尝试驱动电容负载?
    • 您的负载电阻是多少? 您在这里使用的是50欧姆负载吗?
    • 所需的输出电压.. 您不希望 RL 过高而导致输出衰减、但也不希望输出电流限制器件的最大输出。  

    最棒的

    Hasan Babiker

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    您好、Hasan、

    1. THS4631DDA 输出连接至 DVM (Impedance = 10M)& Scope (Impedance = 1M)以测量输出电压。

    在使用示波器进行测量时、我可以使用 OUT RL (RL=0r)测量实际输出电压(8.7V)、

    但是、当使用 DVM 进行测量时、我无法获得实际输出(8.7V)、我可以在较低的电压中看到、例如 DVM 中仅提供1V 或1.5V 的电压。

    如果 RL=2.7K、那么只有我能够使用 DVM 测量实际输出电压...

    请告诉我 问题是什么? 如何计算 以下设计的负载电阻器 RL?

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    您好 Tatarao、

    DVM 可能会显示巨大的输入电容、从而通过过高的电容输出负载破坏 THS4631的稳定。 在不引入合适的隔离电阻器的情况下将 DVM 直接连接到 OPAMP 的输出时、通常会忽略这一点。 通常、50...100R 的隔离电阻就足够了、但 THS4631可能需要更多。

    Kai