[参考译文] OPA388：更低漂移放大器选项

您好、Collin、

您可以与我们分享原理图吗？ 我想知道这是什么类型的应用。 有几个不清楚的地方。 下面总结了运算放大器要求。  

1. 低频(0.1至1Hz)下的典型增益在100–500k 增益范围内。-->您是在谈论 AOL 增益要求。  

2、闭环运算放大器的带宽小于1kHz。  

电压频谱噪声密度不是一个重要因素。

4.运算放大器输入端子上出现非常高的共模噪声。   

5.前置放大器(OPA2277或 ISL28134) 有助于衰减输入噪声...

6.前置放大器后的 OPA388运算放大器在漂移(热漂移？)方面仍可达到2X-3X 应用中。  

OPA2388是一款出色的高性能运算放大器。 如果不符合要求、OPA2317、OPA2333、OPA2387也可能不会做得更好。 您是否考虑过应用中的差分输入运算放大器(THP210)和/或仪表放大器(例如 INA333、INA317等)？

在提出建议之前、我希望更好地了解应用。  

BTW、您是否曾尝试在运算放大器的模拟前端屏蔽输入电缆？ 它有助于减少耦合到运算放大器输入端子的噪声、防止 EMI/RFI 干扰、并提高工作环境中的辐射和传导敏感性。  

最棒的

Raymond

您好、Collin、

我认为您的客户受到塞贝克效应的影响。

电路的源极是什么、源阻抗是什么？

为什么输入端有接地环路？ 为什么涉及长电缆？

Kai

您好！

我是“客户”:-)

该放大器为来自传感器的信号提供先决条件、以用于反馈控制。 其所需的传递函数如下所示。

传感器本质上是一个线圈、直流电阻为4K；振动时会产生电压

关于：接地环路-很抱歉、造成混淆；它与漂移本身无关；但组合漂移加上接地环路偏移可能会使输出饱和。
我只指出上一代放大器使用+/-10V 信号范围、而新放大器必须使用0至+3V 范围；

这两个值都通过16位 ADC 转换为数字值；这意味 着如果存在接地环路误差(由于接地线中的电流相同)、那么这一额外的额外误差、例如1mV 可能会在数字化输出中产生几乎七倍(=20/3)的更大误差。

关于： 塞贝克效应-放大器和传感器周围的温度相当稳定、我们将 影响漂移的空气流量("封闭式箱")降到最低。 采用相同设置的较旧放大器具有3至5倍的漂移。

回复：屏蔽/电动势：整个放大器(右侧)被屏蔽、电路板底部是实心铜。 连接到传感器的电缆为屏蔽同轴电缆。

关于：放大器的 TF：显示了新的放大器；旧的放大器的增益增加了大约3倍

关于原理图：双极放大器[通常]具有比单极更好的特性；这就是为什么我使用双极作为第一个(三级中的第二个)

我试用了3级和2级放大器、

最后一级必须进行直流隔离以产生1.5V 失调电压、直流阻断电容器大约为20uF。

在三级拓扑中 、对于第一级、我 试用了 OPA227、LT1007、OPA627和类似产品

请注意、具有+/-10V 输出的旧放大器具有类似的三级拓扑；第一个放大器是 OPA227

具有仪表放大器的2级；作为第一级、我还尝试了采用 OPA388、OPA210、ISL28134的单端拓扑

到目前为止、只有 OPA210的漂移性能提高了大约20%。

这些3级和2级设计具有大致相同的漂移  

典型的电气漂移(大约250个计数)如下所示：传感器被移除、请注意、输入具有大约2K 的接地电阻和4K 的传感器输入电阻

如果在反馈环路的实际系统中使用放大器、则漂移会增加到大约1500-3000个 ADC 计数。

然而 、采用 相似设置且具有+/-10V 输出(3级拓扑)的较旧放大器具有大约300-500个 ADC 计数的漂移

我怀疑用于滤波的电容器(和直流块)可能会导致漂移； 当输入短路时，一些陶瓷电容器显示稳定时间更长，达到1.5V，漂移更大；

我只使用50V 陶瓷电容器+-10%(X7R)、但仍然有一些电容器在趋稳方面要好得多；我尝试了薄膜 PPS 电容器、并看到一些漂移改进(可能好20%)。

遗憾的是、薄膜电容器要大得多。

我不太愿意降低电容和增加电阻、因为这会导致更多约翰逊的噪声；但可以尝试这样做。
同样、具有3级拓扑的旧10V 输出放大器具有大约3-5倍的漂移。

Igor

您好 Igor、

当极高的输入或反馈电阻为直流输入偏置电流提供了路径时、OPA388等自动置零运算放大器通常无法发挥最佳性能。 这是因为与输入开关相关的电荷传输电流会在电压噪声流经这些高电阻并出现在运算放大器输出端时转换为电压噪声。

通常、我们发现、当电路电阻保持在10千欧以下并且电路在输入所考虑的电阻和电容方面保持平衡时、与输入电流尖峰相关的噪声会大幅降低。 U1、OPA388 TINA 电路可能存在此问题。 令人感兴趣的是、OPA2206将会是性能最佳的运算放大器。 它采用非开关运算放大器设计、因此不会表现出输入电流充电传输行为。  ISL28134不是由 TI 生产的、而是一款自动置零运算放大器。

OPA192使用 TI 的 e-trim 技术实现了极低的偏移和漂移、并且不采用自动置零开关技术。 它对电路中的高阻值电阻器的敏感度应该低得多、因为它是一个具有极高输入阻抗的 CMOS 运算放大器。 我建议在您的电路中尝试一个、看看它实现了什么级别的性能。 看看它是否更好会很有趣。

 https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa192.pdf

此致、Thomas

精密放大器应用工程

谢谢、Kai、

非常有趣的深度概述！ 将尝试您的提示...