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[参考译文] TLV9001：TLV9001充当减法器

admin
Guru**** 2534260 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV9001

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/795095/tlv9001-tlv9001-work-as-subtractor

器件型号：TLV9001

团队、

现在、我正在向耳机客户推广 TLV9001、并希望该项目的产量较高。 TLV9001用于放大麦克风的输出信号。 麦克风信号为差分信号、放大器约为10mVrms。 信号频率范围约为20~10kHz。  

下面是我现在想到的电路。 增益为30。 您对此有任何疑虑吗？ 或者您有更好的选择吗？  

电流交流耦合电容器为4.7 μ F。 客户希望将其降低至1uF。 我是否可以将电阻增加5倍以实现这一点？

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    TI__Guru**** 2534260 points
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    如果我计算错误、请让我也参与其中。 谢谢！
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    TI__Guru**** 2534260 points
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    您好、NIC、

    我的主要问题是客户使用分压器(R3)对输出进行偏置。 我们通常建议使用缓冲分压器等低阻抗节点为基准电压供电。 此 TI 参考设计 显示了这方面的一个示例。 不使用低阻抗节点会由于电阻值不匹配而降低电路的 CMRR。

    我还建议查看"差分放大器(减法器)电路"。

    我们还有"TIA麦克风放大器电路"和"同相麦克风前置放大器电路"、您的客户可能会对此感兴趣。

    谢谢、

    Tim Claycomb

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    TI__Guru**** 2534260 points
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    您好、NIC、

    我注意到的一点是、R3设置为 R2的2倍、因此理想情况下、用于设置 BIA 电压的电阻分压器的等效电阻将等于 R2。 因此、该电路的性能可能是客户可以接受的。  

    我也忘记评论您的计算。 C 和电阻器产生的截止频率等于1/(2*PI*R1*C)。 我已将您的电路放入 TINA 并将其附在本回复中、以便您的客户可以对其电路进行仿真并查看其是否满足其要求。

    如果他们想要添加一些高通滤波、并且可以添加一个与 R2并联的电容器和与两个 R3电阻并联的电容器、这两个电阻器的值是与 R2并联的电容器值的1/2。 高通滤波器的截止频率(如果使用反馈电容器)等于1/(2*PI*R2*CF)。

    谢谢、

    Tim Claycomb

    e2e.ti.com/.../TLV9001_5F00_Mic-amp.TSC

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    TI__Guru**** 2534260 points
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    嗨、大家好、

    您可能无法减小进入同相侧的阻断电容值、因为它会考虑124k Ω 的负载？ 可能有助于降低成本或减小尺寸
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    TI__Guru**** 2534260 points
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    您好、Tim、

    感谢您的详细反馈！ 我相信您在下面谈论的是 LPF 而不是 HPF、对吧？

    "如果他们想要添加一些高通滤波、并且可以添加一个与 R2并联的电容器、以及与两个 R3电阻并联的电容器、这两个电阻器的值是与 R2并联的电容器值的1/2。 高通滤波器的截止频率(如果使用反馈电容器)等于1/(2*PI*R2*CF)。"

    网卡

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    TI__Guru**** 2534260 points
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    很抱歉、Michael、您能提供更多详细信息吗？ 为什么它是124k Ω？ 我想 Tim 提到的是4k 欧姆、对吧？
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    TI__Guru**** 2534260 points
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    我是否可以设置 r1=20k、r2=600k、r3=1.2M、c=1uF 以获得截止频率=8Hz？ 1/(2*PI*R1*C)=8Hz。 对这些值有任何担忧吗？
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    TI__Guru**** 2534260 points
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    您好、NIC、

    是的、我想说 LPF。 很抱歉。

    我想 Michael 所说的是 V+中的阻抗、您可以看到124k 欧姆、但如果您从 V-中看、您可以看到4k 欧姆。

    使用20k 和600k 等高阻值电阻器可能会出现问题。 问题是、高值电阻器可能会在反馈中产生过多的延迟、并导致稳定性问题。 我建议仿真您的设计的相补角、以确保您具有45度的相补角。 如果相位裕度小于45度、则需要在反馈中添加一个与 R3并联的电容器以稳定放大器。 有关 稳定性的 TI 高精度实验室视频、我建议您观看。

    谢谢、

    Tim Claycomb

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    TI__Guru**** 2534260 points
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     您好、Tim、

    从 V+和 V-的角度来看、我对阻抗有不同的看法。 小信号等效电路应如下所示。 我认为 V+或 V-的阻抗为120k。 它们是相同的。 这就是我选择 R3为1/2 R2的原因。

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    TI__Guru**** 2534260 points
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    有趣的视角。  

    当您闭合运算放大器的环路时、V-节点是一个虚拟接地、其中该侧的输入阻抗仅将 Rg 电阻器视为负载

    在同相侧、V+输入为高阻抗、因此输入阻抗是电阻器的总和

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    您好、NIC、

    Michael 是对的。

    谢谢、

    Tim Claycomb

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    谢谢 Michael。 目前、4.7uF 只有0402封装、这对于客户 PCB 板来说太大。 它们只能接受1uF。 那么、我们如何通过1uF 交流耦合电容器修改电路以获得良好的直流阻断性能(可能是截止频率<10Hz)？ 增加电阻似乎是不可接受的。

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    嗯、有趣的问题-所连接的器件使用交流耦合 T 网络来保持1uF 的值并执行您想要的操作。 在 sim 中看起来很有希望、但确实增加了3个无源器件。 我必须在同相侧保持1uF 的电容、以便在较低的 F 下获得更好的差分响应。  

    e2e.ti.com/.../TLV9001_5F00_Mic-amp-updated.TSC

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    TI__Guru**** 2534260 points
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    高阻值电阻器增加延迟可能不是最好的考虑方法-它实际上会向反相输入寄生添加反馈极点、即通过 rg||RF 的并联组合。 我稍微了解了一下相补角、对该器件看起来非常好。 所有这些电阻器上都有一些寄生 C -我使用0.2pF 进行表面贴装。

    在本文中详细讨论了这些问题、

    www.planetanalogue.com/author.asp
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    Michael 和 NIC、您好！

    我建议您观看 我们关于稳定性  的第一个 TI 高精度实验室视频、其中我们讨论了反馈过长的延迟是如何导致稳定性问题的。  

    谢谢、

    Tim Claycomb

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    TI__Guru**** 2534260 points
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    而带宽范围并不是您想要的完美范围、但应进行一些细微调整以使其到达此处。 该放大器非常接近高截止频率、其1MHz GBP 和31的噪声增益。 可能只需降低反馈100pF、即可恢复到20kHz F-3dB。 较低端的要求更严格、但您是否真的需要在麦克风应用中使用10Hz、现在它的频率大约为16Hz。
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    TI__Guru**** 2534260 points
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    是的、Tim、我查看了幻灯片、有一个很好的直观描述、就是通过增加环路中的延迟来解决环路相补角问题。 这是另一种说法、即环路周围有更多的极点。 示例非常好、但这种"延迟"与极点相同。 您可以用零进行修正-因此、添加反馈电容器以"加速"具有极点的反馈环路是一个常见的想法、因为驱动点阻抗更高、会进入导致"延迟"的反相寄生 C、但实际上是 β 中的极点、 或噪声增益为零。 延迟理念是一种很好的图形方式、但当您开始编写公式时、您使用的是极点和零点、而不是传输延迟项。
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    TI__Guru**** 2534260 points
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    很清楚、在某些情况下、我确实使用了拉普拉斯延迟表达式-在噪声增益中的极点和零点更有用的反馈电路中不经常使用该表达式。

    该术语是 e^(-St)-这不是高精度实验室所讨论的、因此(对我而言)将这称为延迟是一个令人困惑的术语、因为在某些情况下、我必须使用"延迟"术语。

    但我当然理解、高精度实验室正试图简化一级讨论、而不仅仅是图片、而是方程-这很好、 但在这种情况下、环路延迟与环路极点相同、我为反馈电阻值所做的点是该极点的驱动点阻抗为 rf||rg -因此、尽管 RF 可能相当大、 如果像这里那样有很多增益、环路极点所使用的阻抗为<Rg.