[参考译文] TLE2072A：有源衰减器输出尖峰

您好、Joseph、

在 OPAMP 能够重新调整输出电压之前、输入方波的边沿通过10pF 和100pF 电容直接穿过反馈环路到达 TLE2071的输出端。 这通常可以在反相放大器中看到。 与1M 电阻器并联的10pF 电容器在这里会适得其反。

可能的补救措施包括：

限制输入信号的压摆率。

2.大幅降低反馈电阻。

3.使用无源分压器和电压跟随器。

Kai

尊敬的 Kai：

感谢您提供快速且有价值的答案！ 正确的做法是：在高频成分(信号转换)下、电容器表现为低阻抗过驱运算放大器、然后它才会发生反应(放大器内部的最终传播延迟)。 它可能与早期 RTL 逻辑电路中使用的"加速电容器"并联至基极电阻器。

3选项是我最理想的解决方案(我无法降低输入阻抗)。

Joseph

嗨、Joseph、  

您没有说输入边沿的速度是多快、也没有说整体响应需要多快、 在反相节点上添加200pF 接地、如此处所示、将噪声增益从直流时的1.1变为更高 F 时的3、从而在大约4MHz 时提供非常受控的截止频率、可能会尝试查看它是否会清除您的问题、  

此外、TLE2071上的压摆率非常不对称、如第55页所示-也在 sim 中显示、如果您可以提供电源电压和封装、则可以使用更好(更新)的器件、  

Joseph、

我建议使用无源分压器(接地)和单位增益缓冲器。 频率中性补偿在无源输入分频器上将很好地工作。 这会使电路非反相、这是可以接受的吗？

您好、Michael、

感谢您的评论！ 听起来很有趣、但我并不完全理解。 我在 TINA 中进行了仿真、在"-"和 GND 之间添加了220pF 电容器、但尖峰仍然存在。 不过、4MHz 带宽对我来说还可以。

Joseph

尊敬的 Ron：

我需要有源衰减器、因为它具有以下优势：仅在 Rin 电阻器(源极和"-"端子)上提供虚拟 GND 和高电压(>10V)。

射频电阻器可以通过模拟多路复用器进行更改。

是的、我可以转向无源分压器和光隔离式 FET 开关/簧片触点。 在这种情况下、无法使用模拟多路复用器 IC。

Joseph

您好、Joseph、

尖峰仍然存在，因为通过10pF 和100pF 电容器的电流路径仍然存在:-)

只有尖峰的高度发生了变化。

Kai

您好、Joseph、

告诉您的输入信号。 您的输入信号的最大压摆率是多少？

Kai

尊敬的 Kai：

感谢您的评论！ 输入压摆率：AHC 逻辑信号。

Joseph

那么、Joseph、这是仿真还是工作台-如果是仿真、您是否具有不切实际的快速输入边沿-  

这是运行100kHz +/-10V 输入、边沿为100nsec (仍然是200V/usec 压摆率输入)的电路-看起来不错、  

您好、Michael、

不、这是一个真实的电路。 我尝试在"-"和 GND 之间添加220pF。 我将在星期一返回结果。

Joseph

那么、您说您尚未尝试过吗？ 再说一次、您的输入信号步长和边沿速率是多少-如果我们有必要的数据、所有这些都将进行仿真。

您好、Joseph、

74AHC-MOS 的输出上升和下降时间大约为1...2ns、具体取决于电容负载。 因此、仿真中的尖峰看起来是现实的。

我会这样做：

e2e.ti.com/.../joseph_5F00_tle2072.TSC

R3和 C3不仅为快速74AHC-MOS 信号提供低通滤波器、而且通过这种方式可以软化边沿、而且 R3还会限制流入 C1和 C2串联电路的浪涌电流。 这两种情况都会导致尖峰降低。

相位稳定性分析显示了非常好的相位裕度：

e2e.ti.com/.../joseph_5F00_tle2072_5F00_1.TSC

请记住、您的计划模拟开关(MUX)将改变 TLE2072在其反相输入端看到的电容。 因此、您应该选择具有可接受的低开关电容的多路复用器。

Kai

这看起来很棒、Kai、我想我错过了在这种情况下的某个地方-是的、2nsec 输入边沿通常会通过反相衰减器作为预冲。  

Kai、您好、感谢您的详细分析。 220pF 电容器没有帮助。 我的源电阻为600Ohm (连接 AHC04栅极输出的串联电阻)

AHC04只是一个基准/校准信号。 发送示波器波形。 我的 TLE 的工作电压为+/-5V。

您能告诉我 L1/L3网络吗？ 请注意、TLE 输出被连接至一个具有带宽的 MSP430 MCU (它也为 AHC04生成测试信号)

2MHz。 请注意，在 A/D 之前，1/2 TLE2072配置 x (-2)放大器+提供0.75V 偏移(单极 A/D 范围:0..1.5V)。

Joseph

Joseph、

我同意 Kai 添加输入低通滤波器来使输入边沿变暗。 在第二个电路中、L2、3和 C5的荒谬值使"L"在直流时短路、并且在任何实际频率、交流时开路。 C5与之相反、它在直流条件下开路、并且对 任何实际频率、交流电都是短路。  考虑仅使用一个工具来检查放大器环路的稳定性。

您好、Joseph、

这里对 L 的内容进行了解释：

Kai

尊敬的 Kai、Ron：

感谢您的建议。 但是、对于这些应用、需要一个新的 PCB。

同时、我在电路中发现了一些问题：压实产生的电容器不是100pF、但要小得多(反馈路径上的电阻器-模拟多路复用器：10K、10k、30k、50k 等、与它们并联的电容器依次为1N、1n、330p、220p...)、第二个电容器仅为105pF！ 因此，这似乎也存在着一种不充分的补偿。 可能是意外地安装了错误的值、或者盖出现故障、因为其阴影(颜色-浅灰色)和焊盘形状与1n 类型完全相同。 所以我不想把它们混在一起。

现在、反相补偿放大器(输入500mVpp、G=-0、1)输出端的波形：结果要好得多、但仍然存在较小的尖峰。

在输出端、两个反相放大器：(产生同相波形)：

在向反馈电阻器添加10pF 并联后：仅可以看到过冲的微小幅值：

Joseph

Joseph、

新波形是否可以使用电路、就像现在构建的那样？

您好、Joseph、

同时、我在电路中发现了一些问题：压实产生的电容器不是100pF、但要小得多(反馈路径上的电阻器-模拟多路复用器：10K、10k、30k、50k 等、与它们并联的电容器依次为1N、1n、330p、220p...)、第二个电容器仅为105pF！ 因此，这似乎也存在着一种不充分的补偿。 可能是意外地安装了错误的值、或者盖出现故障、因为其阴影(颜色-浅灰色)和焊盘形状与1n 类型完全相同。 所以我不想把它们混在一起。

我还不能完全理解你在这里所说的话。 请您解释一下吗？ 您能否显示最新的原理图？ 此外、哪些修改会导致您的上一个示波器图？

Kai

您好、Kai、很抱歉回答很晚、我无法观看论坛。

这是原理图。  开关是 CD4051B IC。 C3只有105pF。 此外、在这个有源衰减器之后、还有一个额外的 G=-1反相放大器(不是 previously...it 中写入的 G=2的情况比 G=2的情况差)、我也为此放大器向 RF (10k)添加了10pF (TLE2072的第二部分)。 因此、尖峰也会导致过度的差分效应、由于 C3值过低、无法修整。

但是、您对窄尖峰的解释(电容器对放大器过驱的影响和放大器内部传播时间)、稳定性问题对于我来说非常重要、以便更好地了解反相放大器的性质。

其他问题：您能否提供具有类似参数(SR>10V/us、GBW>10MHz)的非压缩 FET/CMOS 放大器。 如今、内部未补偿的放大器非常罕见。

Joseph

您好、Joseph、

包含多路复用器 CD4051寄生元件的更完整原理图如下所示：

e2e.ti.com/.../joseph_5F00_tle2072_5F00_2.TSC

Kai

尊敬的 Kai：

感谢您的评论！ 我认为这些仿真器：在我的物理电路中、多路复用器公共(30pF)位于放大器输出端、而不是反相输入端。

Joseph

Josseh、您好。

喜欢这个吗？

Kai

尊敬的 Kai：

是的、我展示了第5个开关导通时在 U1输出端测得的波形。 有一些残余的过冲/下冲(C2修剪器在最佳情况下进行补偿)。 我可以在 U1 "-"、"out"之间添加5..10pF 吗？ 但是、这似乎是一种振铃、而不是由于压实衰减器网络不足。

因为振铃始终被视为噪声/EMC 问题的来源。

我可以在下周的星期一作出答复。

再见

Joseph

您好、Joseph、

CD4051的寄生元件会破坏电路的稳定性、导致相位裕度仅为31°：

通过减少寄生元件、例如使用 MAX4051、可将相位裕度提高至48°：

e2e.ti.com/.../6835.joseph_5F00_tle2072_5F00_2.TSC

Kai

尊敬的 Kai：

感谢您的深入调查和 TSC 文件。 我已更改：相位裕度受到开关 Ron 的高度影响。 遗憾的是、瞬时我没有 MAX4051A IC 可供尝试。

74HC4051是否足够？

我还学习了一些知识：如何在 TINA 中执行开环增益测量的良好实践：在交流的同时应用非常高的电感制动环路、同时保持直流视点闭合(需要偏置 OPA)、此外、使用非常高的电容耦合交流激励。

Joseph

您好、Joseph、

CD74HC4051的较低 Ron 电阻确实可能会略微降低稳定性：

但在稳定性方面、多路复用器的寄生电容也起着重要作用。 因此、我建议使用 MAX4051或具有极低寄生元件的防盗产品。

另一个问题是电荷注入。 由于 CD74HC4051比 CD4051快得多、切换控制信号会导致更多的开关噪声。 这里、MAX4051同样受益。

Kai  

尊敬的 Kai：

我不能完全理解：为什么轻微的过度补偿(RfCf>R2C2的产物)不能提高相位裕度？ 等效地、降低 C2 值(哪一个是可微调的)？ ->"Breust"反馈路径中的电容可能会对运算放大器进行外部补偿。

或者、如果增益<1、则 CF 无效？ 非常复杂(对我来说)。 我想我们已经了解了模拟理论的深度：)  

度过一个愉快的周末！ 直到 Moday (由于互联网接入有限)才能联系到我。

Joseph