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[参考译文] TINA/Spice/THS4521:交流耦合 THS4521

Guru**** 2510095 points
Other Parts Discussed in Thread: TINA-TI, THS4521, OPA211, ADS1274, THS4551, THS4531A, OPA838

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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/778374/tina-spice-ths4521-ac-coupling-ths4521

器件型号:THS4521
主题中讨论的其他器件:Tina-TIOPA211ADS1274THS4551THS4531AOPA838

工具/软件:TINA-TI 或 Spice 模型

我想放大从惠斯通电桥获得的声音信号、因此使用交流耦合。 the2e.ti.com/.../OPA211_2B00_THS4521.TSCis电路设计是否存在任何问题?

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    您好!

    您的输入电压和频率范围是多少?

    最棒的
    Hasan Babiker
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    谢谢! Hasan Babiker。 输入电压±1mV、频率范围为10-1000Hz。

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    您好!

    为什么要使用 THS4521? 它的带宽为145MHz! 用于驱动具有差分输入的 ADC?

    数据表的第8.4.1.1节介绍了如何交流耦合 THS4521。 从这个角度来看、您的电路是正确的。

    但根据我的口味、THS4521周围的反馈电阻器的欧姆值过高。 R7=R8=22k 远高于数据表中显示的1k。 由于 THS4521的带宽为145MHz、这可能会导致稳定性问题。 我会显著减小反馈电阻器。

    Kai
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    谢谢! 由于驱动 ADS1274、我使用 THS4521。 ADS1274数据表中建议使用 THS4521。 在实际电路测试中,OPA211的部分似乎不稳定。

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    ,和 R5形成一个高通滤波器来隔离直流,C6=10uF (电容不能太大)、截止频率被设定为3.4Hz、因此 R5=4.7K。整个系统的放大率被设定为1000 μ s、而 THS4521的放大率被设定为大约5、所以 R7被设定为22k。
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    您好!

    好的、我明白了。

    为什么您认为 OPA211不稳定? 还是 THS4521不稳定?

    您能否显示包含 OPA211正确接线的原理图? 还是已经显示在您的 TSC 中? 我问、因为 TSC 在 OPA211周围看起来有点奇怪。

    Kai
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    我不确定哪一个是不稳定的、OPA211的接线已经显示在 TSC 中。 该接线与仪器放大器相同、由三个运算放大器组成。
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    您好!

    但是、为什么您在输入连接到 GND 的同时安装了 C2?

    Kai
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    e2e.ti.com/.../OPA211_2B00_THS4521_5F00_2.TSC

    我上传了一个新的 TSC 文件、信号来自一个惠斯通电桥。

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    大家好、我在 FDA 开发组中花了很多时间。 一些快捷的事情、

    您所附的文件显示您使用的是 THS4521型号的2002版本-它有许多缺陷。 2016年最新版本的最低版本。 我花了很多时间和 TINA 模型一起尝试升级、所以使用那个。
    所有这些旧的 ADC 数据表都应进行更新、以显示改进得多的 THS4551。 我们做了该部分来解决 THS4521上的许多问题、这一问题要好得多。 我还在 THS4551 TINA 模型中投入了大量精力-尤其是开环输出阻抗。 您的电路可能存在这些反馈电容器的相位裕度问题(旧版 THS4521未能很好地显示的问题之一)。
    3.在 FDA 相位裕度提取和固定方面做了很多工作-首先,请尝试本文,这将帮助您检查电流电路。

    www.planetanalogue.com/author.asp

    4.一位早期的人问为什么要使用这么快的部件-好的问题。 然而、ADC 采样事件是一个很好的原因、放大器需要吸收该值并恢复到采样窗口中的最终值-这与闭环输出阻抗和相位裕度有关。 低相位裕度级在采样事件中振铃更大。 THS4521和 THS4551在这里都可能过大、要降低功率和速度、THS4531A 会更低-不过噪声更高。

    5.回到 OPA211级,因为您是交流耦合,您似乎只需要5V 中等精度的 Decomp 部件? 如果您需要、我可以扫描可能的10V 电源合适的解决方案。
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    澄清、我再次查看、我想说您拥有 THS4521的2009模型版本。

    建模组需要更好地编写修订版文档。 现在出现的"RevD"模型应显示在列表顶部、修订版 D 日期和更改列表、它们从未做过-但它会大有帮助。
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    谢谢、Michael Steffes! 我发现我仍然需要学习很多知识。 非常感谢您提供适合10V 电源的解决方案。
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    早上好、我们首先可以确保您在做什么/需要做什么?  

    我加载了您发送的最新(我认为)电路、并在下面的 TINA 文件中添加了一些标签。  

    我猜您选择 OPA211是因为噪声、因此它可能是正确的解决方案。 我注意到了

    第一级的增益非常高、可能会将其中的一些增益扩展到 FDA 级? 这将在第一阶段放宽对 GBP 的要求

    2.我在211阶段看到过振荡? 可能不是现在的情况、但我们看到在使用新 OPA838作为共模环路振荡的类似电路中。 但是、OPA211具有单位增益稳定特性、因此可能不会发生什么情况-本质上、 CM 反馈是单位增益-我们在 OPA838 PDS 的第9.1.5节中进行了修正-该器件可能是仅5V 解决方案的选择、但噪声高于 OPA211。  修复了 CM 噪声的峰值、但 FDA 之后的一个很酷的问题是其 CM 环路将抑制所有这些噪声。  

    3.我看到您在 FDA 级使用双环路电容负载驱动器、可能来自该转换器数据表-尼斯电路-当我们确定您在每个级要执行的操作后、FDA NG 确实需要在更高的 F 下实现统一、 很容易检查相补角。  e2e.ti.com/.../OPA211_2B00_THS4521_5F00_2-_2800_1_2900_-customer-ckt-with-comments.TSC

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    谢谢、Michael Steffes!
    是的、我选择 OPA211作为噪声源。 OPA211级的增益约为200、FDA 级的增益约为5。 OPA211级的增益不能过大、因为惠斯通具有零点电压、这可能导致 OPA211饱和。
    我下载了 TSC 文件、但无法在 Tina 中打开该文件、可能该文件已损坏。
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    您好!

    我也无法打开文件。

    Kai
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    e2e.ti.com/.../3051.OPA211_2B00_THS4521_5F00_2-_2800_1_2900_-customer-ckt-with-comments.TSCSorry、我需要将其另存为 V7文件、现在在 Tiny11中、请尝试此文件

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    工作!
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    感谢您的告知、我只需始终将其另存为 V7即可传递相关信息-设置后、在后续文件编辑和保存时、它将保持不变。

    那么、现在、我们能否将该文件更新为当前文件(FDA 中的增益为5?) 我们可以从那里继续。

    是的、出于噪声原因、最好将大部分增益置于第一级、但经过某个点后、收益会逐渐减少、很难找到最佳的、 但是、如果从第一级发出的噪声大于第二级输入参考噪声的50倍、则该点的 RMS 仅增加约1%。 201的增益可能会超过50倍、尤其是当您选择较低噪声的 THS4551时、这是其中改进功能的一部分。

    尤其是在1/f 角上- THS4521具有非常高的1/f、而 THS4551要低得多-我似乎记得测得的 THS4521 1/f 更像100kHz 区域-我有一个与包括1/f 角在内的某个位置的比较表

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    实际上、我在发表的关于 FDA 噪声分析的文章中找到了一个非常全面的表、其中列出了 THS4521为1kHz en 1/f、而 THS4551为100Hz。 这是一篇非常详细的 FDA 噪声分析文章-可能很有用、但我知道它有很多需要考虑-表2是我要查看的内容。

    THS4521上的高电平奇怪的是30kHz 时的电流噪声转角点与900Hz 时的 THS4551。

    www.edn.com/.../Applying-fully-differential-amplifier-output-noise-analysis-to-drive-high-performance-ADCs