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[参考译文] LMP2231:如何在输入电压范围为+500mV 至-500mV 的情况下对输出电压范围为0至2.5V 的运算放大器电路进行设计。

Guru**** 666710 points
Other Parts Discussed in Thread: INA826
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/910632/lmp2231-how-can-i-desing-an-opamp-circuit-with-output-voltage-ranges-from-0-to-2-5v-with-input-voltage-range-from-500mv-to--500mv

器件型号:LMP2231
主题中讨论的其他器件:INA826

我的输入电压范围为:+/- 500mV。  

输出电压范围:0至2.5V、驱动至 ADC。  

可用电源电压:+/- 2.5V。  

我想知道我如何设计这个电路、如果有任何文档可供参考、我将不胜感激。  

谢谢你

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    封装是您请求的电路、但是输出摆幅不会达到所需的2.5V。  

    /cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/14/LMP2231-E2E-06022020.TSC

    关于设计参考、我将附上我们的模拟电路烹饪手册的链接。

    https://www.mouser.com/pdfDocs/analogueengineer%E2%80%99scircuitcookbookopamps.pdf

    如果必须具有2.5V 输出摆幅、则可以略微增大2.5V 上电源电压轨。 或者、您也可以使用我们的仪表放大器、如 INA826来完成同样的任务。  

    最棒的

    Raymond

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    感谢 Raymond 的支持

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    查看您提到的文档后。 您发布的电路将我视为具有同相正基准电压的同相运算放大器。

    我想知道是否有更简单的方法来计算电阻值。 如果我们有任何问题、请告诉我。  

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    您好、Ashokraj、

    或者、您也可以这样做:

    e2e.ti.com/.../asho_5F00_lmp2231.TSC

    公式:

    2.5V/(+0.5V -(-0.5V))= 2.5 = 5 / 2 = 50k/20k。

    V1 x (50k + 20k)/20k = 2.5V/2->       V1 = 1.25V x 20/70 = 0.3571V。

    Kai

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    您好、Ashokraj、

    这与 Kai 的计算非常相似、只是您必须使用非逆变器运算放大器公式计算 Vout。 此外、您还需要熟悉叠加原理。  

    首先、短接500mV Voffset 电压。 (我将 V+从2.5V 增加到2.6V、以演示从0-2.5V 输出的 Vout 要求。)

    您要求 Vin =+/-0.5V、Vout =+/-1.25V、增益= Vout/VG1 = 1.25Vp/0.5Vp = 2.5V/V 由于 V+=(VG1)/2 =+/- 0.25V (R1和 R2之间的分压器)。 所需的总体增益= Vout/V+= 2.5V/0.25V = 5V/V Vout1 =(1 + RF/F1)* V+= 5V/V -> RF/R1 = 5V/V-1 = 4或 RF/F1比率必须为4。 如果选择的 R1为10K --> R4 = 40K。  

    在上面的仿真中、您的输出摆幅是高于和低于接地值+/- 1.25V。 要求集中在1.25V。

    叠加原理的第二部分是将 Vout 从 GND 升高到1.25V。  因此、我将500mV 的 Voffset 电压放回原来的位置、并将 VG1电压源短接至 GND、请参阅下图。  

    如上面的仿真中所示、V+= 250mV (Voffset = 500mV 时 R6和 R7之间的分压器)。 VOUT =(1 + 40/10)*V+=5*0.25 = 1.25V,增益与第一步中的叠加计算相同。   

    合并叠加计算:总输出 Vout = Vout1 + Vout2、其中 Vout1是波形交流信号。 Vout2是您的直流失调电压。   

      我希望这会有所帮助。  

    最棒的

    Raymond

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    大家好、Raymond、它为我们提供了很多帮助。 我结尾的最后一个问题是、您如何得出 Vref 必须为500mV 的结论?  

    我了解到、为了将双极信号(+-1.25V)转换为单极信号、我们需要1.25V 的偏移。 但您在这里给出了500mV、但电路提供了所需的输出。  

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    您好、 

    在叠加原理的第二部分、当我短接交流信号 VG1时、为了生成1.25V 直流偏移输出、电压 V+必须是多少?

    如果您执行数学运算1.25=(1+40/10) V+->0.25V 或250mV、这意味着必须在 V3处放置500mV、以便在 V+处具有250mV (R6和 R7之间的分压器)。 我放置了250mV 的 Nodal 电压/仪表、以通过 Analysis -> DC Analysis -> Calculate Nodal Voltages"来演示条件。

    我试图通过图形方式演示设计或思考过程。  

    1.您需要根据 Vout/Vin 要求获得交流电路增益。  

    2.使用叠加原理技术,Vout 必须偏移1.25V。 您还可以通过其他方法获得相同的答案。  

    最棒的

    Raymond