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[参考译文] OPA549:用于18位或20位 DAC 缓冲的高电流精密放大器

Guru**** 2502205 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA211, OPA549-HIREL, OPA1652, LM3886, OPA2192, OPA549

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/795438/opa549-high-current-precision-amplifiers-for-18bit-or-20bit-dac-buffering

器件型号:OPA549
Thread 中讨论的其他器 件:、OPA2192、OPA211、LM3886、OPA1652亲爱的 Power OP-AMP 团队,我们想使用更新速率为2.5us 的18位/20位 DAC 驱动直流电机,精密 DAC 信号用于控制直流电机的速度/位置。 我们希望在 DAC 和电机之间使用功率运算放大器。 DAC 为18/20位、是否有低噪声的功率运算放大器、能够提供2A~8A 电流供我们使用? 我们目前正在仿真中评估 Opa549-HiRel、并想知道它是否可用于此应用、或者您是否有其他建议?
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    Byliu 您好!

    我一直在考虑您的超高分辨率 DAC/运算放大器应用。 在+/-Vs = 30V 的情况下、当灌电流/拉电流+/-8A 输出电流时、OPA549能够大约+/-25V 的输出电压摆幅。如果认为18位 DAC 具有2e18、即262、144个输出代码。 对于20位 DAC、它具有2e20或1、048、576个输出代码。 如果使用25V PEAK 的完整输出范围、则18位 DAC 的 LSB 电压电平约为95uV、20位 DAC 的 LSB 电压电平约为23.8uV。 相对于 OPA549电压偏移、偏移漂移和噪声电压、这些是非常小的电压电平。 µV、OPA549电压温漂通常为±20 μ V/°C 如果发生较大的 DAC 代码变化并且 OPA549突然拉出或灌入一个高电流电平、内部结温将很快上升、从而导致内部电压偏移大幅变化。 µV 可以看出、在±20 μ V/°C 漂移的情况下、由于自发热、很容易产生许多误差位。 因此、仅仅由于偏移漂移、您不可能保持18位或20位精度。 然后是输入电压噪声密度、f = 1kHz 时为 en、为70nV/√Hz。 这是在低功耗条件下的中等噪声水平。 必须分析运算放大器电路的噪声、以查看它是否足够低、能够支持18位或20位性能。

    在这种情况下、我认为分立式高性能运算放大器和外部互补功率晶体管输出级可以更接近提供您的应用所需的高水平电气性能。 选择低失调电压、漂移和噪声精密运算放大器来驱动外部 NMOS/PMOS 输出级。 这样的运算放大器可能是 OPA2192。 运算放大器可能会保持在不同的热环境中、而功率输出级会阻止其经历较大的温度摆幅。 当然、要实现18位或20位性能、需要考虑很多电路设计。

    请注意、TI 的高可靠性产品和 e2e 由 TI 的高可靠性产品组织提供支持、它们将能够为您的产品选择提供最佳帮助。

    此致、Thomas
    精密放大器应用工程
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    感谢您的回复、也许在精密运算放大器之后构建 NPN + PNP 电流缓冲器可能是唯一的方法。

    我在建造这样一个街区方面没有任何经验。 您能否在 TI.com 或其他地方为我指出一些资源(某些关键字也会使用、我将使用 google 搜索这些资源)? 您建议使用哪种组件?
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    Byliu 您好!

    从概念上讲、这 是 您 需要使用双极功率晶体管或功率 MOSFET 器件的电路类型:

     

    Google 搜索"外部输出晶体管升压输出电流"或"运算放大器输出缓冲电路"等术语。

    以下是有关此主题的较旧的 TI/NSC 应用报告。 一般信息仍然适用:

    http://www.ti.com/lit/an/snoa600b/snoa600b.pdf

    我希望这有助于您快速入门。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    谢谢!
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    在进行谷歌搜索后、我将使用 OPA211来缓冲 DAC 的输出、并使用 MJH6284 (NPN)+ MJH6287 (PNP)来提高电流。 但是、我发现在输出开始摆动之前、VBE 可能存在死区、并且存在一些交叉失真。 如何避免这种情况? 我想实现与 LM3886类似的高保真输出、但 LM3886具有10的稳定增益、因此它可能不适用于我们的应用。
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    Byliu 您好!

    您所指的死区与互补 NPN/PNP 输出级的 AB 类偏置相关联。 当输出未提供 输出电流时、AB 类可降低输出级工作电流。 该偏置可提高该级的效率并降低功率耗散。 增加空闲电流可减少交叉失真、但会增加功率耗散。

    幸运的是、负反馈可降低交叉失真的影响。 自然发生 的交叉失真除以可用的环路增益、即开环增益(AOL)和闭环增益(ACL)之间的差值、并由其进行降低。 因此、以最低闭环增益运行运算放大器/缓冲器输出级可最大限度地提高环路增益并最大限度地减少交叉失真。 大多数运算放大器用户可能并不明显、但在大多数情况下、他们最喜欢的运算放大器中的内部输出级也是偏置的 AB 类。 这适用于 TI 的高性能音频运算放大器、该放大器产生大约0.00005%的 THD + N、总谐波失真+噪声数(OPA1652)。 因此、AB 类偏置是失真和功率耗散之间的良好折衷。

    请理解 、实现您尝试的18至20位性能将是一项挑战。 此时可能出现的情况 尚未考虑、但您所能做的只是向前推进、一次一个。  使用 OPA211等性能极高的运算放大 器可以让您有一个良好的开端。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程