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[参考译文] TLV6742:两级噪声计算

Guru**** 1113850 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV6742, TINA-TI, TLV9002, THS3491
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/928573/tlv6742-two-stage-noise-calculation

器件型号:TLV6742
主题中讨论的其他器件: TINA-TITLV9002THS3491

您好!

我已经对 TLV6742进行了两级放大器仿真、每个增益为10。 第一级的总噪声为65uV rms、等于我的计算结果。 但是、两级放大器的总噪声约为493uV rms、小于65uV *10。  

这是因为第二级与第一级具有相同的带宽、噪声会在第二级降低吗? 如果是、如何计算两级放大器的总噪声以获得493 uV rms 的结果、就像仿真结果一样?  

非常感谢您的帮助、期待您的回复。

此致、

Wendy

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    您好 Wendy、

    感谢您的提问。  这是一个很好的问题、因为根据 TI 高精度实验室的数据、总总体噪声应该是第一级输出噪声的大约10倍、前提是两级的带宽是相同的、第一级的噪声决定了第二级的噪声。  这里就是这种情况。

    我在 TINA-TI 中重新构建了您的仿真并获得了相同的输出。  我还重新计算了第一级的手算噪声、得到的答案非常接近仿真值。  因此、我认为原理图没有错误、第一级的结果是合理的。  此外、我尝试使用三种不同的10MHz 运算放大器模型、其中有三种不同的模型创建者、对于每个模型、第二级的输出没有第一级的10倍增益。  因此、我也不认为这是一个模型问题。

    如果将射频分量值增加到99k、则第一级带宽将比第二级带宽小10倍。  在这种情况下、总输出噪声几乎是第一级输出噪声的10倍。  因此、这表明这可能是带宽问题。

    话虽如此,我不知道如何确切地说明这一点。  我认为、所发生的情况是、1MHz 区域以上第一级的噪声被两级的带宽显著截止。  换言之、它就像被1MHz 的二阶截止频率衰减、而不仅仅是一阶截止频率。

    我会再深入探讨一下、看看我是否能为您提供更准确的答案。

    此致、

    Daniel

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    您好 Wendy、

    感谢您的耐心等待。

    我仍在努力更好地理解这一点。  我已向一些同事征求他们的意见。  我将在接下来的2天内为您提供更新。

    此致、

    Daniel

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    Daniel、您好!

    很高兴认识您。 我还要感谢你的大力帮助。

    没问题! 期待您的回复。

    此致、

    Wendy

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    嗨、大家好、  

    我查看了第一个原理图-如果该直流输入实际上是0.2V、 应位于第一级输出端的2V 处、然后钳位到第二级输出端的电源轨中-检查直流工作点、并可能在每个输出端产生点噪声。  

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    哎呀、抱歉、我现在看到了 Rg 元件上的0.2V 偏置、  

    您能否将原理图放入 TINA 文件中

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    您好、Michael、

    感谢你的帮助。  您的注释"您能否将原理图放入 TINA 文件中"让我有点困惑。

    这是否是请求?  我不确定我在这里是否理解了。

    此致、

    Daniel

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    您好、Michael、

    感谢你的帮助。 为了节省您的时间、我在这里附加了我的 TINA 文件。 很抱歉、我以前忘记了这一点。

    e2e.ti.com/.../two-stage.TSC

    此致、

    Wendy

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    谢谢 Wendy、  

    是的、如果您看看低频时的输出点噪声、它们的增益大约为10、这与预期的不同、但最终输出会提前滚降-这看起来最终输出的集成噪声比预期的低。  

    此外、我注意到、通过查看数据表、您在首页的噪声图中看到一个偶尔出现的错误、 30kHz 下的下降只是测试设置、可能是在测试中输出噪声的高增益下降时、而不是输入噪声下降。 我只是在下一篇 AudioXpress 文章中发表这篇评论-如果您看到输入点噪声滚降、测试伪差、而不是器件输入噪声。  

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    我还想知道、他们是否会将输入电压噪声滚降纳入模型中、不会-在3nV 时平坦、模型中过低、但没有滚降、  

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    您好 Wendy、

    我想 Michael 的第一点解释了为什么输出噪声很低。   如果您查看1/f 频率之后的第1级和第2级的输出噪声(例如10kHz),您将看到第2级噪声是第1级噪声的10倍,正如预期的那样。  然而、对于2级噪声、-3dB 点比对于1级噪声、要早大约½ μ s。  因此、总输出噪声低于预期。  如果您运行简单的交流扫描,您将看到-3dB 截止频率的差异。

    我认为这就是为什么级2输出端的噪声小于(级1的输出噪声) x (级2的增益)的原因。

    如果您有任何后续问题、请告诉我。

    此致、

    Daniel

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    您好、Michael、

    感谢大家的深入见解。  我认为、根据第二级的较早截止频率、至少可以在一定程度上解释较低的噪声。

    我之前没有进入30kHz 滚降、但现在将开始关注。  例如、TLV9002在数据表中具有相同的行为。  但同样、该模型中不包含高频滚降。

    再次感谢、

    Daniel

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    Daniel 和 Michael、您好!

    非常感谢您的帮助。 我有疑问。 由于两个级具有相同的 GBW 和相同的增益、  为什么第二级 具有更早的截止频率?  

    此外、我不明白"30kHz 时的滚降是滚降输出噪声、而不是输入噪声滚降"的含义。 请为我解释一下。

    再次感谢你。 祝你度过美好的一天!

    此致、

    Wendy

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    您好 Wendy、

    两个级具有相同的截止频率。  第一级输入端产生的噪声只能通过两级、因此它可以有效地看到更高阶的低通滤波器。  在超过截止频率的较高频率下、第一级的噪声与第二级的噪声相比、衰减约为两倍。

    对于 Michael 的第二个评论、我相信他是指数据表图。  由于测试的设置方式、似乎在30kHz 左右有一个滚降噪声。  但是、我们希望曲线的宽带部分与 SPICE 模型中的曲线保持平坦。  我认为这不是你需要关注的问题。

    此致、
    Daniel

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    是的、Daniel、我怀疑噪声测量是在增益为100X 的情况下进行的、这里是 SSBW 的仿真、  

    然后、如果以100倍的增益运行输出点噪声、您会看到右侧滚降。 这种带限噪声是以100倍的固定增益为基准的输入、因此在30kHz 以上会出现轻微下降、一些 ADI 数据表也会出现这种错误、  

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    Daniel、您好!

    我明白了! 非常感谢您的耐心和帮助!

    此致、

    Wendy

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    您好、Michael、

    明白。  再次感谢您指出这一点。

    此致、

    Daniel

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    您好 Wendy、

    我很高兴能够提供帮助、现在我将把这个线程标记为已解决。  如有任何疑问、请联系我们。

    此致、

    Daniel

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    Daniel、您好!

    很抱歉、我突然又问了一个问题、让我感到困惑。

    如果我们看看输出噪声、我们可以看到第二级的输出噪声 正在提前滚降。 但为什么呢?

    从下面的曲线可以看出、在大约200kHz 时、曲线是平坦的、衰减很少。 那么、为什么第二级的输出噪声在大约200kHz 时开始滚降?

    感谢您一如既往的耐心和支持。

    此致、

    Wendy

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    您好 Wendy、

    这与输出噪声图的线性标度有关。 将线性标度更改为对数标度时,两条曲线看起来相似,您会看到大约1MHz 的下降来自 TLV6742的有限带宽:-)

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    很棒的地方!  感谢你的帮助。  商定、增益为40dB 时的-3dB 或任何其他幅度的下降在线性标度上看起来比增益为20dB 时的类似下降更大。  在对数日志图中更容易理解频率响应。

    此致、

    Daniel

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    您好、Michael、

    设计能够向我确认噪声图中的早期下降只是您预测的测试设置的增益所致。

    此致、

    Daniel

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    您可以猜到 Daniel、这是一个非常常见的错误-这将在我10月份的 AudioXpress 文章中以 THS3491为例进行讨论-他们在某些设置中使用5Kohm R、 路带限制输出噪声项的增益-我认为这导致了一个 FIT 预测1.7nV 输入电压噪声、这比我怀疑的器件本身略低。  

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    今天、我的9月 AudioXpress 问题出现在噪声测量文章的第一部分-这是 DUT 和频谱分析仪之间的噪声前置放大器讨论-至少是我们在高速中使用的噪声前置放大器、 但与简单的高增益运算放大器电路相比、它通常更合适且复杂得多。  

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    Kai 和 Daniel、您好!

    感谢你的答复。 我明白了!

    但是、当我尝试计算输出噪声时、我是否可以将其视为二阶滤波器? 但是、当我使用校正因子 KN=1.22时、输出总噪声的计算结果大约为580uV、仍然大于500uV。 它仍然与 TINA 的仿真结果不匹配。 即使我使用 校正因子 KN=1、 总输出噪声的计算结果仍然大于500uV。 请帮帮我。

    非常感谢您的帮助!

    谢谢、此致、

    Wendy

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    您好 Wendy、

    我认为这与模型中的宽带噪声大约为3nV/rtHz 有关、而数据表规格接近3.5nV/rtHz、正如 Michael 之前指出的那样。

    如果您看一下数据表图、它看起来确实是大约3nV/rtHz 的宽带噪声。  无论采用哪种方法、您的手算和仿真数据都不会完全匹配。  但是、最好像您所做的那样手动运行这些数字、并确保它们与您的 SPICE 仿真结果略有相似。

    此致、

    Daniel

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    Daniel、您好!

    我明白了! 非常感谢您的帮助。

    此致、

    Wendy

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    您好 Wendy、

    没问题。  我很高兴我们可以解决您的问题。

    此致、

    Daniel