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[参考译文] OPA657:跨阻放大器的功率谱密度

Guru**** 2847400 points

Other Parts Discussed in Thread: LM7171, OPA657, LMH6622, OPA838

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/915646/opa657-power-spectral-density-of-transimpedance-amplifier

器件型号:OPA657
主题中讨论的其他器件:LM7171LMH6622OPA838

你(们)好

我使用 OPA657设计了一款增益为500k、频率为451Khz 的 TIA。 我已使用 LM7171连接电压放大器级、以进一步增加10倍的增益。 我想分析整个电路的噪声功率频谱密度。 但我的 TINA 仿真功率频谱密度和通过 PCB 获得的结果不匹配。 在我的仿真中、功率频谱密度增加到731Khz、然后开始下降。 但是对于 PCB、当我使用示波  器获取数据时、我发现功率频谱密度在它开始下降后仅增加到200kHz。 我已将反馈电阻器从500k 降至100k 的 TIA、但  PCB 中的功率频谱密度仍然相同。

我使用了端子电容为1.2nV 的 Judson 光电二极管。  我已将光电二极管放置在一个没有光落在上面的封闭盒中、以此观察 PCB。

请帮助我解决此问题。

我已附加了我在 Excel 中处理的 Tina 文件和测量结果。

 e2e.ti.com/.../7455.Noise_5F00_Power_5F00_spectral.TSC

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    哦、我看到您现在使用频谱分析仪图进行了更新-是的、在低于仿真 F 的情况下、该图绝对峰值更低。 这是包含 OPA657输出噪声标记的图-测量数据取10倍

    第二个2级必须是带限-当然、它们模拟得很好。 不知道为什么在那里使用+/-15V 器件、可以查看 LMH6622  

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    你(们)好,Michael

    感谢您的快速回复。

    我已经通过从 PCB 上移除两个电压放大器级进行了测试、我的噪声降低了10倍、但我的峰值始终出现在200kHz 左右、并且在噪声频谱密度 降低之后。 还有其他建议吗?

    再次感谢

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    我会更详细地介绍您的源阻抗是什么样子、包括接线寄生效应-您说二极管在盒子中、放大器是吗?  

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    你(们)好,Michael

    我没有连接任何噪声分析源。 我刚刚提供偏置电源 、并将整个电路(我的放大器)放置在金属盒内。 没有灯进入包装盒。

    谢谢你

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    您需要为预期的噪声曲线放置二极管电容

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    谢谢您、您是说 我应该从 PCB 上移除光电二极管、并像我在仿真中所做的那样将其替换为1.2nF 的电容?

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    我会尝试一下、如果它弹出到位、则使用您的二极管电容模型

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    谢谢你。 我会尝试并告诉您。

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    您好、Parveen、

    使用 Metall 框中的简单电阻器测量什么噪声系数?

    顺便说一下、您是否已将金属盒连接到电路的信号接地?

    Kai

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    你(们)好,Michael

    根据您的建议、我更改了我的源阻抗。 这意味着我已将光电二极管连接到零偏置。 之后、我的功率频谱曲线与仿真曲线大致相同。 我首先仅测试了 TIA 级、它运行良好。 之后、当我连接第二级(电压放大器)时、噪声中产生的振荡(当我放大示波器上的噪声时、它会显示振荡)。 我已经使用 TINA 测试了各个级的相位裕度,它们很好。 但是当我在 PCB 上测试整个电路时,噪声会显示振荡。 我不知道如何检查整个电路的稳定性。

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    尊敬的 Kai:

    您能否进一步解释您的第一个问题?

    是的、我已经将 金属盒连接到电路的信号接地。

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    Parveen、您好!  

    我想您说 OPA657级现在似乎与仿真相匹配-这是否意味着您用1.2nF 电容(看起来非常高)替代了探测器、或者移除了探测器偏置可能使其看起来像1.2nF?

    那么、该阶段的工作原理是、这仍然是第二个阶段的样子。 如果 sim 看起来不错、但电路板振荡、我们在 sim 文件中缺少了一些东西(电路板寄生、运算放大器模型-这个模型非常旧、模型中的 I/O 阻抗可能不完全正确)。 此外、您的输出负载- 50欧姆串联至50欧姆频谱分析仪是我们通过50欧姆电缆所期望的。  

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    您好、Michael、

    我已将 PCB 上的检测器偏置替换为零。 这意味着我已将光电二极管的阳极连接到接地电位。 我已将50欧姆串联电阻连接到50欧姆频谱分析仪。 但是、当我连接了增益10的电压放大器级时、其行为发生了变化、现在噪声出现了振荡。 我尚未连接单位增益电压放大器级(3级)。 那么、接下来我应该做什么呢。

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    通常情况下、您不会说噪声具有振荡-通过查看频谱分析仪、您不知道这意味着什么。 时域振荡将在频谱分析仪上显示为尖峰-您是否尝试查看示波器上10级增益的输出?  

    电路看起来应该是稳定的。 不确定要告诉您什么、但如果是我、我会离开那个非常旧的 LM7171 -如果您的第一级低于1MHz、速度过快且噪声高。  

    1.为什么选择+/-15V 部件

    2.为什么压摆增强型输入 VFA 会增加噪声-您是否需要压摆率

    3.如果您在第一级需要增益10,请查看新的 OPA838。-如果使用 Decomp 器件,请在该级小心处理反馈 C。 可以根据需要在最后一级进行带限。  

    迁移到过去10年中完成的部件的另一个优势是更好的建模。 不确定 LM7171的型号有多好、我怀疑任何人都想解决这个问题。

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    顺便提一下、如果您在频谱中看到峰值、请尝试关闭放大器的电源-如果放大器保持在该位置、您将在环境中拾取一些东西。  

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    尊敬的 Michael:

    感谢您的回答。 您的建议对我来说已经开始有意义了。 我会在电路中加入您的一些建议、看看结果如何。

    再次感谢您的观看。