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[参考译文] TINA/Spice/THS4521-HT：输入共模问题或 Tina Spice 模型错误

admin
Guru**** 664280 points
Other Parts Discussed in Thread: TINA-TI, ADS1278, THS4521-HT, THS4521, THS4551, TL072, THS4521EVM
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/793052/tina-spice-ths4521-ht-input-common-mode-problem-or-tina-spice-model-error

器件型号：THS4521-HT
主题中讨论的其他器件：TINA-TI、 ADS1278、 THS4521、 THS4551、 TL072、 THS4521EVM

工具/软件：TINA-TI 或 Spice 模型

你(们)好

我有一个低频(例如10Hz)差分输入信号、该信号来自以1.65V 为中心并向下摆动至0.3V 和最高3V 的传感器

目的是使用单位增益差分缓冲器对此进行缓冲、并馈入 ADS1278 ADC。 我希望使用 THS4521-HT 来实现此目的(它是一种高温应用)、我的电源轨将为0V 和3.3V

就 THS4521-HT 的输出电压摆幅而言、它可以降至0.09V 至3.11V (典型值为125度)、这对于我的应用而言应该是可以的。

在输入共模限制方面、我不确定是我的计算/理解还是 THS4521的 Tina Spice 模型。

阅读技术手册"全差动放大器分析"并观看培训视频"

16.2 TI 高精度实验室–运算放大器：全差分放大器–输入和输出、共模和差分摆幅分析"

使用这两种方法(见下图)、我获得1.65V 的输入共模。 (增益为1、传感器共模和输出共模为1.65V。

因此、我的理解是、对于全差分输入和输出配置、输入共模电压没有需要担心的交流(峰峰值)分量？

因此、1.65V 在 THS4521-HT 规格的限制范围内(3.3V 电源为0-1.8V)

但是、当我仿真以下电路时、它适用于我从另一篇文章中获得并编辑的模型(https://e2e.ti.com/support/amplifiers/f/14/p/530720/1931878?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=THS4521%20common%20mode#1931878)

此处的 TINA 文件(使用正常工作的运算放大器-替换为网站模型以查看失真)

e2e.ti.com/.../0218.THS4521_5F00_72216.TSC

基本上、我想知道是不是

1) 1)我的理解是否有问题、或者网站上的 Tina 模型是否有问题？

2) 2)我是否了解有关如何将顶部的信号连接到 ADC1278的任何建议？

此致

Martin

16.2 TI 高精度实验室–运算放大器：全差分放大器–输入和输出、共模和差分摆幅分析

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    TI__Guru**** 664280 points
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    如果它有用、这里有一些图表可以向您展示我的意思

    顶部图片是我在这个论坛上发布的一个模型、底部图片是使用网站模型的

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    TI__Guru**** 664280 points
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    正如我理解您的问题、您有一个用于 DIFF 的单端输入。 输出。 输入摆幅与输入到输出电压差分不同。 我在 THS4551数据表中详细讨论了 FDA 不同配置的 I/O 摆幅、然后在最近的这篇文章中进行了总结-单端到差分。 输入在中点附近有一个共模摆幅、最容易作为一个简单的分压器来查看从输出引脚一侧的非信号输入到另一个输入的摆幅。

    www.planetanalogue.com/author.asp
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    TI__Guru**** 664280 points
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    你(们)好

    非常感谢您回来

    我查看过这个帖子、但我的应用是差分转差分

    我的传感器正在输出以1.65V 为中心的差分信号、我计划将 THS4521-HT 输出共模设置为1.65V。 因此、输入共模也是1.65V (或至少是 I THIN)、如果不是、应该是什么？

    但是、我使用了本论坛上的 Tina 模型(附在我的帖子中)、这似乎是有效的。 如果我为从网站下载或从库获取的版本更换4521型号、电路将停止工作。 那么、我要了解我的理解是不是错误还是网站 Tina 模型是错误的？

    此致

    Martin

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    TI__Guru**** 664280 points
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    尊敬的 Martin：

    您能否向我发送您从中获得工作模型的线程 ID、以便我可以研究为什么有两个模型显示不同的结果？

    谢谢
    Christian
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    TI__Guru**** 664280 points
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    你(们)好，Christian

    我不确定您在哪里找到该线程的 ID 号、但这里是链接和标题

    标题：THS4521在由单电源供电时能否接受负输入？

    链接：

    e2e.ti.com/.../1931878

    下面是我从哪个位置获取模型的屏幕截图、该屏幕截图指向该线程的底部

    此致

    Martin

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    您好 Martin。

    您的输入信号似乎过高。 将信号幅值从1.0Vp 降低到0.8Vp 时、失真会消失。

    来自链路的模型(无失真)来自2009、来自实际 TINA-TI 参考设计的模型(具有失真)来自2016。

    Kai
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    大家好、

    因此、设置对我来说很好、2009 THS4521模型在削波方面运行良好-它在噪声和 AOL 方面存在很多其他问题、这些问题在2016模型中更新、显示了削波。

    THS4551在物理上更好的噪声偏移和建模方面是 THS4521的主要升级。 如果我将其放入仿真中、它会显示精细的 I/O 摆幅形状-我可能会怀疑 THS4521模型2016年12月升级在此时会使 I/O 范围混乱。 无论如何、您可能应该使用 THS4551及其模型。 连接 THS4551的测试电路。

    e2e.ti.com/.../1kHz-THS4551-model.TSC

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    我看到您正在使用 HT 版本-在裸片级、如果 THS4521在高温下工作、 THS4551 -也许 THS4551的 HT 封装版本应该出现在发展蓝图上-我们基本上将所有设计从噪声高得多的 THS4521迁移到改进的 THS4551升级版。
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    尊敬的 Martin：

    这个线程是一个很好的示例、为什么人们不应该过多地信任仿真。 在运行仿真时、切勿期望看到整个事实。 开发过程的主要部分(>90%)始终是测量，甚至在今天...

    Kai
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    Kai 的好地方

    但大多数设计人员和应用人员必须首先尝试并信任模型-真正的要点是模型上的输出质量控制不均衡-这在整个行业都适用。 我一直在测试模型、发现缺失的东西令人惊叹。 最近出现的不确定因素之一是、如果存在、 或者应该是模型中 CMRR 误差的极性一致(当然还有器件本身)、我找到的 TI 模型(以及运算放大器模型的最新更新)将极性从原始模型转换为最新更新？ 甚至还有一个精密实验室声称 UV/V 感应中的 CMRR 是以0为中心的无源滤波器。 我发现很难相信-以 dB 为单位的平均值是无限的-不、我认为每个输入级拓扑在一个极性中都有一个中心分布、围绕该分布不会过零-但此时不确定。
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    本文中显示的 CMRR 模型极性测试-来自 CFA 背景、CMRR 始终在 uV/V 感应中获得增益-完整的晶体管级 VFA 模型似乎也是如此、但宏模型似乎是随机变化的-不是大影响、但很有趣。

    www.planetanalogue.com/author.asp
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    您好、Michael、

    我无法计算我多少次从模拟中得到了一个血腥的鼻子，这些模拟从任何原因中产生了不正确的结果...

    对于 TL072等低频运算放大器的相位稳定性分析、我认为该仿真非常有用。 当某些容性负载需要连接到 OPAMP 的输出时、找到相位超前电容的正确值非常有帮助。 然后、即使使用估算的开环输出阻抗(以实现大量安全余量...) 仿真通常会给出一些有关 Qite 的有用结果。 几十年前、当 SPICE 不可用或无法承受时、我在 QBASIC 中编写了仿真、以便能够执行简化的相位稳定性分析。 我甚至用"Sinclair ZX Spectrum"来实现它。 哈哈...

    当然、我很清楚、这些模型今天变得越来越好。 但是、我仍然不相信在性能的"精细结构"方面会出现这样的情况。

    作为这些领域的绝对专家、修复所有 TI 模型对您来说是否是完美的工作？ 好的、让我们至少说一下开始时的主要错误？ :-)

    Kai
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    TI__Guru**** 664280 points
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    修复 THS4521中的交流误差实际上是我的努力之一-以不均匀的方式发生了变化、那就是获得更准确的交流开环输出阻抗模型-通常、 RR 输出级在物理上相当凌乱-但对于正确完成这一操作的较旧型号、这种情况非常不均匀。 同样、这也不是 TI 独有的-多年来测试了许多 ADI 模型、但在这个输出阻抗问题上并不出色。

    在器件设计审查层面、我们不仅看到了标称性能问题、而且还看到了工艺和温度分布-后者从未进入客户模型。
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    您好、Michael、

    当然、模型不准确或更好地说模型不完整不是 TI 的问题。 不客气。 这种情况在所有芯片制造商中都很普遍。 恰恰相反、TI 在改进模型方面做了很多工作。 我真的很感谢。

    我希望这些模型能够正确地模拟超过共模输入电压范围的输入电压、因为这在工业应用中很常见、尤其是在对 OPAMP 电路加电或断电时。 到目前为止、唯一的解决方法是将输入电压钳制到电源轨、并使用后面的电阻分压器来保证输入电压不会超过共模输入电压范围。 但这可能会不时变得复杂、尤其是在 HF 电路中。

    Kai
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    供参考

    来总结一下

    1. 我想从我进行的测试和这里的评论中可以得出结论、THS4521没有共模问题、这是2016版本 D Tina 模型的问题
    2. 我购买 了 THS4521EVM 并进行了一些测试、结果符合数据表的要求(削波后、输入共模非常好(请记住实际输入引脚上的共模可能与信号源的共模不同)
    3. 以下培训视频中的公式是尝试了解全差分放大器(计算全差分放大器中的输入共模不同于正常运算放大器)的人员的良好起点

    https://training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps-fully-differential-amplifiers-input-and-output-common-mode-and?cu=14685

    为完整起见、此处是我的 EVM 波形截屏

    感谢您的所有评论

    此致

    Martin

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    尊敬的 Martin：

    真是个好消息！

    Kai