主题中讨论的其他器件: OPA197、LF353
我将在具有3个输入信号的反相运算放大器加法结中使用 OPA2197双路运算放大器。 该器件由+/-12V 直流供电。 每个输入信号包含一个25kHz 至60kHz 2Vpp 正弦波、直流分量约为+1.5VDC。 (因此信号摆幅为0.5至2.5Vpp)。 我在每个输入端放置一个直流阻断电容器、以便仅对交流分量求和。 因此、运算放大器输出应仅包含交流信号之和、然后在+/-(3 x 1V)=+/-3V 或6Vpp 之间摆动、电压为0VDC。
到目前为止、电路运行良好、
我尝试使用 OPA2197数据表来估算此电路的增益裕度和相位裕度。
当查看 OPA2197的开环波特图(图10、第13页)时、我注意到以下情况
->开环增益 A0 (0Hz 时的增益)=~+135dB
->开环相移在0Hz 时大约为+65度,在40MHz 时降至大约+20度。
这看起来不典型的运算放大器相移、通常在0Hz 时从0度开始。
此外、对于此估算、我尝试使用 TINA 和多仿真模拟仿真器来仿真电路。 在每种情况下、"最接近"的 SPICE 模型都是 OPA197。 我‘模拟运算放大器+ R1/R2/C 反馈电路的组合开环’响应(R1=反馈电阻器= 10k 至40K,R2=增益设置= 10K,电阻器 C = 100nF 直流阻断电容器)。
我想使用 R2 (反馈分辨率)估算相位裕度、其值范围为10K (交流增益= 10K/10K=1)至40K (交流增益= 40K/10K=4)。
因此、第一步、我尝试仿真 OPA197的开环波特图、以查看它是否接近数据表。 嗯、仿真的开环波特图与数据表图完全不同。 此外,我还尝试使用 LF353模拟较旧的‘经典’运算放大器。 这次仿真开环结果在一个工具(Multisim)中接近 LF353数据表、而不是与 TINA 工具接近。
以下是开环仿真结果与数据表结果:
直流开环增益相移为1Hz
器件数据表 TINA Multisim 数据表 TINA Multiism
OPA197 +135dB -34dB -26dB +65°0°0°
LF353 +110dB +14dB +100dB N/A 0°0°
请注意,在‘正常’闭环运算放大器电路设置为增益=+20dB 的情况下进行仿真时,两种仿真工具的结果都是针对直流增益(预期为20dB)的正确结果。
问题:
1)我想知道 OPA2197数据表中的开环正相移图是否正确?
2) 2)如果正确、那么这个+ive 相移会解释为什么 OAP2197能够在不振荡的情况下驱动高容性负载?
3) 3)您能否为 OPA2197电路中的以下电路值提供估算的增益和相位裕度?
RFdbk R1 (增益设置) C (直流块)交流增益估算增益裕度估算相位裕度
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40K 10K 100nF 4? ?
30K 10K 100nF 3? ?
20K 10K 100nF 2? ?
10k 10K 100nF 1? ?
4) 4)我们是否可以信任 OPA197的 SPICE 模型、使用 TINA 和 Multsim?
如果需要、我有以下10个文件作为附件提供。 (我似乎无法在此 帖子中添加文件。)
1_opa2197具有直流阻断电容器的相位和增益 margins.pdf 求和电路
2_opa2197数据表开环增益和相位 shift.pdf
3_multisim_opa197与 lf357开环波特图 plots.pdf
4_multim_opa197与 lf357 20dB 闭环波特图 plots.pdf
5_TINA op197与 LF353开环波特图 plots.pdf
6_TINA op197与 LF353相比、20dB 闭合 loop.pdf
仅适用于 OPA197与 LF353开环增益。ms14 (使用 OPA197和 LF353的 MultiSim 开环电路仿真)
TINA op197与 LF353开环.tsc (使用 OPA197和 LF353的 TINA 开环电路仿真)
OPA197与 LF353相比、仅20dB 闭环增益。ms14 (使用 OPA197和 LF353的 MultiSim 闭环20db 增益仿真)
TINA op197与 LF353 20dB 闭环.tsc (使用 OPA197和 LF353的 TINA 闭环20db 增益仿真)