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[参考译文] 反馈路径中具有串联 RC 网络的同相放大器

Guru**** 2390755 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA2197, LM358B

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/912754/noninverting-amplifier-with-series-rc-network-in-the-feed-back-path

主题中讨论的其他器件:OPA2197LM358B

尊敬的团队:

我在原理图中看到过这个电路。(请找到所附的图片)

输入为3.5V 直流。 根据我的理解、此电路的输出电压始终为15V。(如果我错了、请纠正我的错误)

我无法理解串联 RC 反馈网络背后的逻辑。

请分享您的想法。 请查找随附的

此致

哈里

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    您是正确的、这不会像绘制的那样工作-反馈环路在直流时断开-当您放置在另一个放大器的环路中时、您有时会看到这种情况。  

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    Hari、

    我同意 Michael 的观点。  如果反馈路径中的电容器被短路、那么您将看到输出进入 V+轨。  就其本身而言、反馈中没有直流路径。

    如果您按原样实际构建它、我希望放大器始终卡在 V+上。  但是、我怀疑这是任何人想要的结果。

    此致、

    Daniel

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    您好 Hari、

    您能否展示完整的原理图?

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    请找到完整的原理图

    此致

    哈里

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    您好、Michael、

    我没有放置完整的原理图。 这是我方面的错误。 现在、我添加了完整的原理图。 这将为您提供清晰的图片。

    正如 Kai 所说。

    此致

    哈里

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    Daniel、您好!

    我放置了完整的原理图。

    请您检查一下。

    此致

    哈里

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    e2e.ti.com/.../hari_5F00_rc_5F00_feedback.TSC

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    非常感谢。

    输入 DVVD_IN 是值为3.5V 的直流电压

    我很难理解原理图中的电路。

    如果您不介意、请告诉我它的工作原理。

    此致

    哈里

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    您好 Hari、

    由于负反馈、放大器的反相输入将等于放大器的同相输入。  由于 R2和 R3、IOP2的输出将是 VG1值的2倍。  由于 IOP2在缓冲器中、VF2将等于~2 x VG1。  IOP1的输出取决于晶体管是打开还是关闭。  以上是 Kai 提出的两种情况。  IOP1的输出将上升以确保 VF2 = 2 x VG1。

    请注意、这种行为可能会随频率而变化、如 Kai 在上面所示。

    此致、

    Daniel

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    Daniel、您好!

    非常感谢。

    此处的输入是值为3.5V 的恒定直流电压。

    然后输出将始终处于电源电压。在中、直流 C1将打开、运算放大器输出将处于电源轨。

    如果我错了、请纠正我的问题。

    此致

    哈里

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    您好 Hari、

    对于没有直流反馈路径的第一个电路、情况确实如此。

    但是、对于具有直流反馈路径的更完整电路、第一级的输出将为2 x VG1 = 7V。  您可以转到"Analysis"->"DC Analysis"->"Calculate Nodal Voltages"并运行 Kai TINA 文件的直流仿真来验证这一点。

    此致、

    Daniel

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    Daniel、您好!

    非常感谢。 我明白了。

    我是否知道这是使用该串联 RC 网络。

    此致

    哈里

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    您好 Hari、

    此电路用于什么应用?

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    这用于评估 ASIC。DVDD_DUT 是 ASIC 电源电压。

    我认为第一个带有串联 RC 的运算放大器是 PID 控制器、如果我错了、请纠正我的问题

    此致

    哈里

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    您好 Hari、

    哪种串联 RC?  您是指第一阶段的那个?

    我不确定它会是 PID。  为什么您倾向于这样做?  是因为组件布局还是传递函数?

    此致、

    Daniel

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    Daniel、您好!

    感谢您的支持。

    是的、我是指第一级中的 RC。

    我想知道它的作用。

    若要获得2的增益、则不需要该增益。

    我想知道第一系列 RC 的作用。

    此致

    哈里

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    您好 Hari、

    我不知道设计此电路的工程师为什么会加入该电路。  我也不知道为什么反馈中的缓冲器是真正必要的。  如果您取出串联 RC、则无论反馈路径中的晶体管是否导通、交流响应几乎是相同的。  您必须显著降低电阻器的阻抗、这实际上类似于将其短接、以更改交流响应。  

    将 PID 集成到系统中最直接的方法是为每个函数设置一个阶段、然后是求和阶段。  您可以在网上找到相关示例。  很显然、这不会在这里发生。  工程师可能正在尝试整合其他类型的控制。  不过、我不明白是哪一个。  在 我们的放大器电路集合中、您可以看到许多典型配置、请注意、这与推导函数的典型集成不同。  此外、它没有 典型的2类或3类补偿器的形式。

    此致、

    Daniel

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    Daniel、您好!

    非常感谢。

    我阅读了您提供的补偿器文档。

    在推导补偿器的传递函数时、我是否可以知道为什么不考虑 Vref?

    此致

    哈里

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    您好 Hari、

    通过查看公式1、我假设 Vref 被视为交流 GND、因此不会计入 s 域中的传递函数。  这是我对作者意图的猜测。

    此致、

    Daniel

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    您好 Hari、

    并非您在原理图中找到的每个电路都需要成为一个好电路...

    顺便说一下、分析一个不完整的原理图并不有趣。 您的原理图中没有任何关于使用过的放大器的说明:-(

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    非常感谢:)

    此致

    哈里

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    欢迎您的到来:-)

    Kai

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    一如既往、感谢您对这一个 Kai 的帮助!

    此致、

    Daniel

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    Kai 和 Daniel、您好!

    感谢您的帮助。我有机会与设计人员交流。 请参阅下面他的回答。

    'U12A 对输入信号进行缓冲。 DUT 电流通过 R32进行测量并由 U13进行缓冲。 U12B 补偿 R32引入的电压误差、并将误差信号馈入 U12A 的加法点。  

    R33和 C50在反馈环路中增加了一些交流增强功能。 我的最佳选择是交流增强或稳定性。"

    我随附原理图供您参考

    此致

    哈里

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    您好 Hari、

    我不确定组件 U13的类型是什么。  但是、如果它是运算放大器、那么我看不到它如何充当缓冲器、因为没有反馈环路。  同样、R33和 C50组件不会位于反馈环路中。  我猜这是一种不同类型的组件、例如专用缓冲器。

    此外、您能否澄清一下您在这里是否有疑问?  我不确定您需要什么帮助。

    此致、

    Daniel Miller

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    Daniel、您好!

    我同意你的意见。 我们需要知道芯片 U13是什么:-)

    Kai

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    尊敬的 Kai 和 Daniel:

    U13是一个仪表放大器、用作单位增益。

    下面是设计人员所说的语句

    "输入电压(DVVD_IN)是直流电压、但输出电流(ASIC 从 DVVD_DUT 消耗的电流)是交流电、U12A 需要对此进行补偿。

    负载电流在0.5mA 和1mA 之间变化、您将看到 R32上的电压 U12A 需要通过 U12B 反馈路径进行补偿。

    R34和 C49用于补偿。

    R33和 C50形成从 U12A 到 DUT 的小型交流电流路径"  

    我的问题如下

    但我不理解该补偿是如何通过 U12A 实现的。

    对于 ca 电流路径、R32本身是否足够正确?

    此致

    哈里

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    您好 Hari、

    相位稳定性分析表明、使用 LM358B 或 OPA2197时电路不是很稳定。 相位裕度太低:

    e2e.ti.com/.../hari_5F00_rc_5F00_feedback_5F00_2.TSC

    e2e.ti.com/.../hari_5F00_rc_5F00_feedback_5F00_3.TSC

    Kai

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    您好 Hari、

    我不相信我理解您的问题。  但是、我对所需电路功能的理解有限、因此我已经尽可能地回答了问题。

    U12A 有两个反馈路径。  更直接的方法是阻断直流电压并传递交流信号。  根据设计人员的注释、另一种似乎是某种反馈、以考虑输出端的电流消耗。  这是否准确、我无法判断。  我想你需要让设计人员自己解释一下、因为我不能判断这个整体电路的意图是什么、也不能判断设计人员在添加内容时的想法是什么。

    如果 U13是仪表放大器、那么我不确定为什么需要 R33和 C50的"交流路径"。  根据我在仪表放大器方面的有限经验、我认为 R32是这里必要的组件。  再说一次、我们可以猜到。  但是、设计人员可能是唯一一个肯定知道的人。  只有他才知道预期的目的。

    我建议您在仿真器中构建电路、并去掉您认为不必要的部分。  查看电路是否可以执行所需的功能。  如果无法添加、则开始在设计人员的额外部分中添加。  这将有助于确定每个段的功能。

    此致、

    Daniel

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    Daniel 和 Kai、您好!

    非常感谢您抽出宝贵的时间并关注我们的问题。

    此致 Hari

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    您好 Hari、

    我希望这些信息对您有所帮助、尽管您可能对设计人员的电路还有其他疑问。

    如果您想获得进一步的帮助、请随时联系我们。

    此致、

    Daniel