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[参考译文] INA821：PSPICE 模型存在问题

admin
Guru**** 1860360 points
Other Parts Discussed in Thread: INA821, INA828
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/950551/ina821-problems-with-the-pspice-model

器件型号：INA821
主题中讨论的其他器件： INA828

您好！

我想在 单电源应用中实现 INA821、将基准设置为中间范围。 因此、我进行了一些仿真来评估模型(使用 PSPICE 17.4)、但无法使用以下电路以任何方式收敛交流仿真：

但是、使用双电源(+2、5V - 2、5V)并将基准电压和直流共模电压设置为零、仿真工作正常(尽管在10MHz 之后会出现与数据表曲线的一些二阶偏差-请参阅图)。  

我在这里缺少什么、还是 PSPICE 模型存在问题？ 数据表允许使用5V 单电源、因此我不知道这里的问题是什么。

谢谢、

考

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    TI__Guru**** 1860360 points
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     您好、Kaue、

    请在下面的仿真中采用。 使用5V 单轨电源时、输入 VCM 具有一定的约束。  

    /cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/14/INA821-E2E-10222020.TSC

    如果您有其他问题、请告知我们。

    最棒的

    Raymond

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Raymond、

    感谢快速响应。

     问题是、我的原理图基本上与您的原理图相同(R1电阻器除外)、电路不收敛。 我相信您在该瞬态仿真中使用了 TINA、我将使用 PSPICE 交流仿真。 当我切换到对称电源(具有相同的电源范围)并接地时、仿真收敛。

    PS：我的原理图中的 VCM 源在该特定电路中不执行任何操作。 输入共模是恒定的2.5V 电压以及基准电压。 我应该已经从图片中删除了 VCM 源。

    此致、

    考

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Kaue、

    交流分析通常只允许使用一个输入源。 但您的原理图中有三个。

    Kai

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Kaue、

    我不确定 Kai 和我是否已回答您的问题。  

    在您的电路中、您具有以下输入配置、INA821的差分输入为1Vp-p 电路增益= 10、这就是它不工作的部分原因。 当您使用+/-2.5V 双电源轨时、我不知道差分输入是什么。 如果使用输入1Vp-p、它也不起作用。 在我之前的仿真中、我使用100mVp-p 作为输入。  

    供参考、请使用红色圆圈图标上载图像文件、使用绿色圆圈图标上载其他标准文件。  

    如果您仍有问题、请发布您在中有问题的文件。  

    最棒的

    Raymond

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好 Kai、

    这实际上不是真的、至少对于 PSPICE 17.4而言是如此。 我可以在交流仿真中使用多个交流电源、效果很好。

    感谢您的回答、  

    考

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Raymond、

    瞬态仿真也是如此、但 PSPICE AC 扫描仿真中的模型是线性化的(小信号)、因此不考虑饱和。 我通常使用1Vac 作为交流电源、因此输出已经是电路增益。

    在双电源仿真中、我使用了相同的输入振幅。

    无论如何、我减小了单电源电路的输入振幅、但仍然无法收敛仿真。  

    最棒的

    考

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Kaue、

    您可以向我发送工作文件吗？ 我认为您必须压缩文件夹并更改*。zip 扩展名才能通过服务器。  

    我不知道器件中有任何 pspice 模型问题。

    BTW、您是否检查了 INA821的 BW？ 此外、您能否在最初发布缺失的映像文件。  

    最棒的

    Raymond

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Raymond、

    当然、我要附加.zip 文件： e2e.ti.com/.../INA_5F00_TEST.rar

    第二个图像是针对双电源情况。 1MHz 之后、数据表增益曲线中不会出现这种二阶效应：

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Kaue、

    您是否可以再次对查询进行短语设置？ 如果我正确理解了您的问题、您会说您能够使用双电源电压轨执行交流分析。 但是 、当使用单电源电压时、您会遇到交流分析收敛问题。 我是否正确理解了您的问题？ 或者您正在询问位于大约5.1MHz 的零点和极点。  

    在 Tina 中使用5V 电源轨的交流仿真下方、这与上图中的交流响应相同。  

     

    最棒的

    Raymond

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Raymond、

    我的主要问题是使用单电源和中频参考时的收敛问题。  

    频率为5MHz 时的单极/极点只是我的另一个问题、因为它与数据表不完全匹配。

    最棒的

    考

  • 0
    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Kaue、

    好的、我将在星期一把它返回给您。  

    最棒的

    Raymond

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Kaue、

    Q： 5MHz 时的单极/极只是我的另一个问题、因为它不完全与数据表匹配。

    INA821的数据表在增益= 1时的频率为4.7MHz、是正确的。 但是、我认为 PSpice 模型没有考虑增益= 1 (Rg=无穷 大 R)时的 BW

    以下是原因。  

    增益= 1时、仿真中的 BW 在2.16MHz 下测量(即使滚降约为、在截止基准处我使用-3dB -40dB/十倍频程)。

    增益= 2时、仿真中的 BW 在2.13MHz 下测量 (数据表中无图)。

    增益= 10时、仿真中的 BW 在 1.86MHz 下测量(数据表显示为970kHz)。

    首先、当 gain=1和 gain=2时、BW 不能相同、因为它将违反-20dB/decade instr.的增益带宽积规则。 模拟前端级。 根据数据表、INA821显示为3个运算放大器仪表放大器配置。  

    这里是3级运算放大器说明。 放大器的 BW 特性。  

    1：两个运算放大器的模拟前端的带宽在第一个差分输入级上翻倍(高达其单位增益带宽)。 例如，它的总数为 instr。 放大器增益=10V/V 时、每个运算放大器在2级指令的第一级贡献5V/V。 放大器。 两个前端运算放大器以-20dB/十倍频程的速率滚降。   

    2、由于 差分放大器的原因、差分运算放大器的 BW 最后一级减少了第三级运算放大器、最终下降将是前端的乘积、其下降速率为-40dB/十倍频。  

    3、最终带宽 由于 Q 值扩展了第三个运算放大器的实际带宽、放大器似乎更高。 我认为 INA821在设计中使用了三个相同的运算放大器。  

    根据上述特性、当增益= 2时、测得的带宽为2.13MHz、这是正确的。 当增益= 1时、INA821的带宽应是2.13MHz 的两倍或约为4.26MHz、数据表中显示的频率约为4.7MHz (这是 IC 表征期间测量的数字)。   

    如果我们使用增益=10示例、则数据表显示为970kHz、每个运算放大器的带宽约为.970MHz*5 = 4.85MHz、与上述示例一致。  

    因此、BW 仿真中的 PSpice 模型存在问题。  

    问：我的主要问题是使用单电源和中电压基准时的收敛问题。  

    我有与您相同的结果。 对于对称双电源、Cadence 仿真工作正常。 如果我稍微更改对称电源、比如 Vcc=12Vdc、Ve=-10Vdc、那么该工具会崩溃并遇到收敛问题。 我看不到中频是仿真中的一个问题。 一旦我将 Vee 与 Vcc 不同、Cadence 工具就不喜欢它。  

    我不知道原因、因此我可以向 Cadence 支持团队提交调查。  

    如您所见、我在使用 Tina 工具进行仿真时没有任何问题。 此外，我更改了 Instr。 从 INA821到 INA828的放大器、我在 Cadence 17.4版本(PSpice for TI 工具)中观察到相同的收敛问题。 因此、我不认为这是 INA821的模型问题。

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond   

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Raymond、

    感谢您的努力和支持。 此外、BW 的解释 也非常有启发性。

    如果您听到 Cadence 关于此问题的消息、请联系我。

    非常感谢、

    考

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Kaue、

    我向我们的 PSpice 模型工程师提交了查询、我了解到收敛问题仅是 PSpice 工具链中的模型问题。 它在 Tina 仿真工具中工作正常。  工程师建议我们现在使用 Tina 仿真。 我不认为这是一个快速的解决办法。  

    无论如何、如果您需要额外的助手、我可以为您进行仿真并向您发送结果。  

    最棒的

    Raymond

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好 Raymond、  

    感谢您的回答。 我知道这可能是 一个不容易解决的问题。

    此致、

    考

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    TI__Guru**** 1860360 points
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    您好、Kaue、

    关于 INA821、您可以使用对称电源轨(电压相等但极性相反)进行仿真。 该模型仍适用于 Vref 偏移电压。 因此、如果您提升 Vref、例如在+/-5V 电源轨上提供2.5V 电压、仿真结果将保持不变。

    获得修订后的模型后、您可以将仿真更改为单电源配置。  

    最棒的

    Raymond