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[参考译文] OPA615:电源轨和偏置问题

Guru**** 1831610 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA615, OPA695, OPA860, TINA-TI
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/784202/opa615-supply-rail-and-bias-problem

器件型号:OPA615
主题中讨论的其他器件: OPA860TINA-TI

根据数据表中的图47、我将 OPA615用作高速积分器。 我已经在 Altium 中对其进行了仿真、看起来一切正常。 但是、我的板上有问题。 上电时、-5V 线路被下拉、我的芯片开始过热。 我已通过在基极(引脚2)与地之间添加一个电阻器(1MEG)来解决此问题。 这似乎可以正常工作并停止向下拖动-5V、但我不清楚为什么需要这样做、以及为什么 DS 中没有显示或提到这一点。 当然、缺点是我的保持电容器放电速度非常快。  

有什么想法吗?

Ian

   

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    尊敬的 Ian:

    您确定电源能够提供足够的电源电流吗? 是否意外设置了电流限制?

    如何连接"保持控制"?

    您能否显示仿真结果? 您的测量是否具有示波器图?

    Kai
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    您好 Ian、

    当你说 Vs-被下拉时、你是说它变为0V 吗? 您是否将电路用作 ns 脉冲的积分器? 否则、您可能需要在保持控制引脚与其源极之间连接一个电阻器。
    为什么您在发射极/输出端到接地端之间添加了一个100欧姆的 RE 电阻器 R115?

    谢谢!
    卡兰
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    您好、Karan、

    100R 电阻器是仿真的一个挂起引脚、现在已经被移除、但没有改进。 根据 DS、该器件用作积分器。 HOLD 控制直接连接到在3V3下运行的 DS90LT012。

    我以10kHz 的频率运行输入脉冲。 该电路具有3个连接至-5V 电源轨的器件、几个进一步上行的 OPA695和 OPA615。 在静态条件下、电路在该电源轨上消耗35mA 的电流。 当我将脉冲序列连接到输入时、-5V 上的电源电流将跳至136mA、615变得非常热。  

    品红色是 SH+的输入脉冲、黄色的保持脉冲和引脚1处的绿色输出。 有时、我得到~3.2V 的正积分、有时它会复位至-900mV。   

       

     

       

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    尊敬的 Kai:

    电流限制设置不会太低。 请参阅我对 Karan 的评论、了解当前电平和保持控制的变化。 典型输入的仿真结果如下所示:

       

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    我已经断开了 R70左侧的输入。 因此、SH+输入通过150R 连接到 GND。 即使没有输入信号、我仍然会得到类似的结果。。

          

    洋红色是我对 GND 的输入。 黄色又是我的保留。 绿色是引脚1的输出。 R115被删除,我在原始帖子中提到的1M 也被删除。 从上面可以看出、几乎每个脉冲的输出都不同。 与之前一样、当10kHz 输入被打开时、-5V 电源轨上的平均电流跳至135mA。     

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    尊敬的 Ian:

    OPA615是否损坏? 尝试一种新鲜的。

    这个 ns 积分器有点难使用。 反馈网络和输入信号必须相互匹配。 您是否考虑改用峰值检测器?

    您是否看过这些主题?

    e2e.ti.com/.../718099

    e2e.ti.com/.../730231

    Kai
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    您好!

    我需要一个积分器函数、因为有时我的信号会饱和、而积分则可以衡量信号的饱和程度。

    我现在有第二个电路工作、显示了一些类似和不同的问题、但似乎比第一个电路"更工作"。 在从电路1的基极上移除了增加的1M 电阻并且看起来正常的情况下、我对新电路2执行了相同的操作。 它立即从-5V 电源轨上的38mA 变为>100mA。 我重新接通了一个2.5M 电阻器、静态电流恢复正常。

    我现在尝试将脉冲宽度更改为40ns、因为这是我在 sig gen 上可以获得的最短脉冲宽度。 在我达到100ns 宽度之前、电路1根本不会在输出上集成。 此时、它直接在-5V 电压下消耗大量电流。 一旦我将宽度降低到80ns、这仍然是正常的。 在电路2上、我执行了相同的操作、但得到了不同的结果。 在40ns 及以上时、输出似乎正确集成、并在保持模式下通过2.5M 电阻器放电。 但是、与电路1一样、当我达到100ns 宽度时、它会立即跳转到-5V 上的高电流。 我尝试将输入信号电平降低2倍、但结果相同。

    仍然感到困惑。

    Ian
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    尊敬的 Ian:

    您是否超出了 OTA 基座上允许的输入电压范围?

    Kai
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    从我发布的图中可以看到、我似乎达到了极限。 当然、在积分模式下、该 CHOLD 输出将集成到电路的规定范围内? 您是否建议在内部采用某种机制、可能会将一些内部二极管或晶体管置于正向偏置状态并导致大量-5V 电流上升?
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    CHOLD 输出电压顺从性(+/-3.5V 典型值)实际上略高于允许的基极输入(+/-3.4V 典型值、在温度范围内+/-3.0V)。
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    尊敬的 Ian:

    我无法运行 OPA615仿真。 因此、我建议使用 OPA860、如下所示:

    e2e.ti.com/.../718099

    Kai
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    您好 Kai、

    谢谢。 我查看过 OPA860、但我还在尝试更多的 OPA615。 我发现615仿真需要几个星期才能使其正常运行。 在您发布的图中、保持输出的压降看起来非常明显。 我想这是因为有泄漏返回到 OTA 中?

    Ian
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    尊敬的 Ian:

    OPA860和 OPA615的速度非常快。 但当谈到直流电时、他们并不是那么出色。 如果您使用小型集成电容器和高欧姆反馈环路来操作这些芯片、则情况尤其如此、这些芯片的设计初衷并不是与之配合使用。 如果其他任何 OPAMP 电路出现故障、则可以使用它们。 但当失调电压、输入偏置电流等导致相当大的误差和非线性度时、不要感到惊讶。 您可以看到、我在仿真中添加了大量辅助电路、以防止这些芯片在输出端饱和或产生巨大的偏移电压。 这就是你必须为这种出色的速度支付的价格...

    虽然峰值检测器在各种输入信号范围内与这些芯片一起工作相当可靠、但 ns 积分器可能会变得非常复杂。 我已经提到过持续大约10µs μ s 的巨大输出弹跳。 此外、ns 积分器只能满足非常特定的输入信号(形状、持续时间、振幅、重复率等)。 二十年前、我在使用 OPA660时遇到了 ns 积分器的困难。 我使其正常工作、但只能用于一个相当不变的输入信号形状。 这就是我建议使用峰值检测器而不是 ns 积分器的原因。 :-)

    您是否有适合您可以共享的 TINA-TI 仿真的 TSC 文件?

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    感谢您提供警告。 在寻找另一种选择之前,我将继续进一步。

    我有 Altium 的仿真网表文件、用于我之前发布的电路。

    请参见随附的。

    Ian

    e2e.ti.com/.../Receiver-Pulse-Integrator.txt

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    此外、我的计划是使用积分器捕获我的信号、然后将其馈送到 ADC、并对接近其峰值(在0.5-1us 内)的集成信号进行采样。
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    祝您好运!

    Kai