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[参考译文] THP210:问题全差分放大器

Guru**** 2587345 points
Other Parts Discussed in Thread: THP210

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/965398/thp210-issue-fully-differential-amplifier

器件型号:THP210

您好!

我尝试使用 THP210放大器来获得全差动放大器。 我遵循了 TI FilterPro Desktop 设计的。

这是提供的原理图。

这是 Altium Designer 中实现的原理图。

这里是实现的布局

在上一个图像平面中、+5V 和平面 GNDA 处于隐藏状态。

我将 GND 连接到 IN-、正弦波介于0.5V 和4.5V 之间、平均电压等于2.5V 和50Hz 的频率、如图所示。

这是 THP210输入端的信号

这里是输出

运算放大器似乎已堆叠。

我的设计有什么问题?

提前感谢您的建议。

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    您好、Claudio、

    我将使用 SPICE/TINA 仿真来审查您的设计、 我希望我今天晚些时候或明天晚些时候再回来。

    非常感谢、

    此致、

    Luis

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    您好、Claudio、

    我在 TINA 上仿真了电路以及滤波器的交流频率响应和瞬态响应、第一个视图中的电路在交流小信号和瞬态仿真上看起来工作正常。

    此问题是否出现在 THP210的两个级(U5和 U6)上?  

    此问题是在一个 PCB 还是在多个 PCB 中发生?

    PD 引脚7通常上拉至电源(连接高电平);这是在 EVM 上设置 PD 引脚的方法;数据表第24页上的建议值似乎是这样。  您能否使用 PCB 板上 PD 上的外部仪表验证/检查电压是否偏高?  我需要使用设计验证 PD 是否需要始终上拉至电源或保持浮动。

    谢谢、此致、

    Luis  

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    您好 Luis

    感谢快速回复、问题是级 U5和 U6、而这是更多 PCB 中的问题、因此布局存在问题、 输出已反向。

    此致、

    克劳迪奥

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    您好、Claudio、

    如果您决定更改电路板布局、建议在断电 PD 引脚(7)和+5VA 电源之间放置一个10kOhm 上拉电阻器。

    非常感谢、

    此致、

    Luis

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    您好、Claudio、

    如果您担心电路的失真性能、一般建议 在信号路径中使用 NP0/C0G 陶瓷或聚丙烯薄膜电容器以及薄膜表面贴装电阻器、以实现最佳线性度和更低的失真。  在陶瓷电容器中、COG/NPO 级提供最低电压系数电介质。   您可以找到最高20nF 的0805尺寸 COG/NPO 电容器。  或者、您可以选择聚丙烯薄膜。

    下面给出了建议的修改滤波器。 实际上、在 FilterPro 中使用相同的设计、我通过键入20nF 作为电路中的最大值来缩小电容器。 修改后的电路的 TINA 交流频率响应看起来很干净。 我还在两个级上执行了交流小信号开环分析、以验证电路是否稳定。

    请参阅以下建议的滤波器、

    谢谢、此致、

    Luis

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    您好、Luis、

    感谢您的回答。

    我检查了放大器的电气符号是否有误、并切换了反相和同相输出、从而产生了两条正反馈路径、导致输出饱和。

    现在、我在 Altium 中恢复了正确的原理图、就像在 Tina 中一样

    反相输入是等于2.5V 的固定电压、非反相输入是介于0.5V 和4.5V 之间的正弦波@50Hz。

    这是输出端的电压

    CH1和 CH2是输出、而数学跟踪是它们之间的差异。

    我可以看到共模为2.5V、但信号似乎不平衡。 为什么?

    差值的平均值不是0V。

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    早上的 Claudio、  

    是的、您测得的输出似乎处于较大的差分直流失调电压。  

    1.将两个输入接地并测量最终输出直流电压-在这些示波器和 DVM 测量中要小心、以在进行测量时隔离探头电容-我通常在输出引脚上安装一个100欧姆电阻器、并在另一侧安装探头

    2.不知道为什么要在 VCM 偏置上花这么多钱? 简化级别包括

    a.在每个 FDA 上共享2.5V 基准的输出

    b:将2.5V 作为一个简单的 R 分压器从具有去耦功能的电源开发出来-您可以在两个 VCM 输入上共享该分压器

    c.默认情况下、内部中位电源设置输出 CM 电平、确保在这些引脚上包含去耦以消除噪声

    通常情况下、输出 CM 电压的精度可能会稍低、因为下一级通常无论如何都会抑制它(ADC?)

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    您好、Claudio 和 Louis、  

    我开始在 MFB 设计工具中运行目标设计、但不喜欢我看到的内容、修复了一些问题、并在这里进行了示例设计、仅供参考、  

    e2e.ti.com/.../500Hz-4th-order-Butterworth-active-filter-with-the-THP210.docx

    这是生成的 TINA V7文件、  

    e2e.ti.com/.../THP210-4th-order-500Hz-Butterworth.TSC

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    [引用用户="Michael Steffes"]

    您好、Claudio 和 Louis、  

    我开始在 MFB 设计工具中运行目标设计、但不喜欢我看到的内容、修复了一些问题、并在这里进行了示例设计、仅供参考、  

    (请访问网站以查看此文件)

    这是生成的 TINA V7文件、  

    (请访问网站以查看此文件)

    [/报价]

    非常感谢 Michael  

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    您打赌、Claudio、我现在去验证一下在47nF 下低于0.1% 2% C0G C 的值、实际上是 Kemet 汽车公司拥有这些值、我通常假设有源滤波器在 E24和 E96阶跃中至少有2%的 C 值和0.5%的 R 值  

    这里是集成噪声比较、主要是使用较高最大 C 值的较低 R。  

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    谢谢 Michael、

    您好、Claudio、

    如果 PCB 设计面积允许使用更大的1206封装、则可以肯定地发现 C0G/NPO 级电容器提供更大的电容、例如1206上的47nF 电容、这样您就可以使用电阻值较低的滤波器设计来降低噪声。   在0805封装中、快速显示了 C0G 等级可用的最大电容值约为22nF、较小的0603封装可用的电容值约为~10nF。

    如果您对 THP210有其他疑问、敬请告知我们。

    此致、

    Luis

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    您好!


    我只是想测试该滤波器的性能、似乎出了问题。
    我在反相输入端连接一个2.5V 的恒定电压、并在50Hz 频率下连接一个介于0V 和5V 之间的正弦波。 我可以在输出端测量两个共模电压为2.5V (如预期)且振幅为2.32Vpp 的正弦波。 但我预计5Vpp、因为该频率在基带内下降。
    然后、我尝试测量-3dB 频率、频率约为250Hz、而不是设计的500Hz。
    我检查所有组件、它们是正确的值。 这些运算放大器由校正电源供电、共模电压为2.5V。 所有运算放大器中的 PD 引脚为0V。

    我出什么问题了?


    提前感谢您的所有建议

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    您好、Claudio、

    请将 PD 连接到 VS+(+5V)电源。   PD 引脚需要设置为高电平才能启用 FDA。

    就个人而言、我不希望 PD 悬空、而是通过10kOhm 上拉电阻器连接到 VS+电源。

    此致、

    Luis

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    您好!

    我正在测试此低通滤波器,我正在第一级放大器中测量增益=0.6,而正确的值应为1。 我将 PD 引脚连接到+5V、但没有任何变化。 我检查了电源(+5V)和所有电气连接、但没有任何变化。

    在我的电路板上、我有两个相同的滤波器级、两个级的第一级意外增益值均为0.6。

    CH1 =输入信号(5Vpp)、CH2 =输出信号 stage1 (3.12Vpp)

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    您好、Claudio、

    您能否发布两个相同滤波器级的原理图?

    原始波形具有一个转角频率为500Hz 的4阶低通巴特沃斯滤波器;其中原始滤波器使用两个不同的滤波级。

    请发布相同滤波器级的完整原理图、包括您现在测试的组件值。

    此致、

    Luis

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    非常感谢工程师、但最终成功了! 问题是没有 VS 的引脚 PD。

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    您好、Claudio、

    真是个好消息。  感谢您告知我们问题已解决。

    此致、

    Luis