[参考译文] OPA192：OPA192的输出电压有尖峰

尊敬的 Sophia：

我不理解示波器图例。

这些尖峰通常可以看到、并且是由差分放大器共模抑制不理想所导致的。 反馈组件的杂散电容、制造容差和长期漂移会导致差分放大器失衡、从而严重降低共模抑制性能、尤其是在较高频率下。 然后、只要输入信号突然变化、就会在输出信号上叠加尖峰。

我不确定示波器图显示的是什么。 但是、您能否为我们提供共模输入信号的示波器图(从分流器的左侧或右侧到信号接地)？

Kai

您好、Sophia、

Kai 关于差分放大器电路中共模不平衡的评论提出了这类应用中的重要问题。 差分放大器中使用的无源组件、Rs 和 Cs 需要匹配、以最大限度地降低 OPA192 CMRR 性能下降、这是由两条输入路径中的每条路径上的不均匀增益导致的。 PC 板布局也需要预先考虑、以优化输入电路平衡。

此外、当高电流电路欠流时、接地快速变化、V+可能会暂时偏离其标称16V 和0V 电平。 OPA192电源抑制比(PSRR)受到限制、电源电平的快速电压变化会导致快速输出电压变化表现为过冲或尖峰。 如果您使用 DSO 和10x 探头直接在封装中探测 OPA192 V+和接地引脚、则当负载电流从3A 快速变化到81A 时、可能会在这些引脚上观察到尖峰

过冲也可以指示欠阻尼系统、这意味着运算放大器电路具有低相位裕度。 提供的原理图未显示 OPA192驱动的输出负载。 如果输出负载具有较大的电容、则相位裕度可能较低。

此致、Thomas
精密放大器应用工程

尊敬的 Thomas：

非常感谢您的及时回复。 客户使用 OPA192生产具有相同原理图的两批原型。 其中一个有上述问题，另一个 没有问题。 因此、客户正在调查他们的产品线。  

您能否回答有关 OPA192的另一个问题？ 客户使用了上述原理图、当 OPA192的电源关闭时、由于 VCC 下降迅速、 OPA192的输入电压将高于 VCC (VIN>VCC)。 OPA192的输出电压产生毛刺脉冲。  原因是在上述情况(VIN>VCC)下、放大器无法正常工作。 客户已降低 VCC 的下降率、此问题已解决。  但客户仍然想知道为什么 OPA192不同芯片在相同情况下(当 Vin>Vcc 时)具有不同的输出电压。 如下图所示。 那么、您能给我们详细解释一下这种差异吗？ 非常感谢。

尊敬的 Kai：

非常感谢您的及时回复。 客户使用 OPA192生产具有相同原理图的两批原型。 其中一个有上述问题，另一个 没有问题。 因此、客户正在调查他们的产品线。  

您能否回答有关 OPA192的另一个问题？ 客户使用了上述原理图、当 OPA192的电源关闭时、由于 VCC 下降迅速、 OPA192的输入电压将高于 VCC (VIN>VCC)。 OPA192的输出电压产生毛刺脉冲。  原因是在上述情况(VIN>VCC)下、放大器无法正常工作。 客户已降低 VCC 的下降率、此问题已解决。  但客户仍然想知道为什么 OPA192不同芯片在相同情况下(当 Vin>Vcc 时)具有不同的输出电压。 如下图所示。 那么、您能给我们详细解释一下这种差异吗？ 非常感谢。

尊敬的 Sophia：

仔细查看示波器图时、您会注意到、在左侧图中、VCC 的下降速度比右侧图中的下降速度更快。 通过这种方法、左图中的输入电压比右图中的输入电压强、超过 VCC。 这使得输出电压的反应有所不同。 或者换句话说、输入电压超过 VCC 的程度越小、获得不需要的输出脉冲的机会就越小。

我会尝试在输入端添加一些保护二极管(例如 BAT54)、以降低输入过压。 最终、它有助于将 R425和 R428拆分为两个电阻器、并将 BAT54从中点相互连接并连接到电源轨。

Kai

您好、Sophia、

我相信 Kai 对  Vcc 和 Vin 两 种情况的电压电平差异的看法是 图片中描述的两种不同行为的基础。 在 Vcc < Vin  时、OPA192在任何情况下都不是以线性方式运行、但在左侧图像中、Vcc 的下降速度比 Vin 快得多。 我们可以看到、Vout 的变化状态 与 左侧图像中的比较器非常相似、其中 Vcc 下降速度比 Vin 快得多。 如果在工作台上对这两个器件进行了分析  、我们可能会发现它们的电气特性有所不同、例如工作电流或另一个电气参数。  

     在线性工作区域之外、几乎不会对我们的精密放大器进行任何特性描述。 输出满贯测试或摆动到电源轨测试是一个例外。  这 是  唯一一个经过表征和保证的非线性参数。   进行研究以确定 OPA192在  本应用中呈现的非线性条件下的行为是不切实际的。 因此，我们不能提供详细的解释。

此致、Thomas

精密放大器应用工程

尊敬的 Kai：

非常感谢您的详细解释。 正如您所说的、Vcc 和 Vin 的电压电平差 是产生输出差的基本原因。 那么、您能否分享一些相关文档 来帮助我更好地理解 解释？  期待您的回复。

此致、

索菲亚

尊敬的 Thomas：

非常感谢您的详细解释。 正如您所说的、Vcc 和 Vin 的电压电平差是产生输出差的基本原因。 因为我需要向客户解释原因。 如果你能提供一些有力的证据来支持这一结论，那将是很好的。 因此、您能否分享一些相关文档、以帮助我更好地理解解释？ 期待您的回复。

此致、

索菲亚

尊敬的 Sophia：

根据经验、只要输入电压超过电源电压0.3V (全温度范围)或大约0.4V...0.5V (室温)、就会产生不必要的输入电流、从而使输出无法切换。 因此、我建议在输入端使用肖特基二极管。

Kai

尊敬的 Kai：

我很惊讶，你现在可以回答我的问题。 您是在美国还是在欧洲工作？ 非常感谢您的帮助！ 实际上、我不知道在哪里放置肖特基二极管以及如何选择它。 您能否为我绘制原理图/图表并解释其工作原理？ 非常感谢。

此致、

索菲亚

您好、Sophia、

"如果您能提供一些有力的证据来支持这一结论、那将是非常棒的。"

您提出的要求将涉及深入研究和 分析 OPA192内部电路在此非线性运行事件期间所做的工作。 这是一组非常独特的条件 、尚未确定特征。 分析 此类电气事件需要有关我们在应用工程中没有的内部电路的信息。

"因此、您可以分享一些相关文档、以帮助我更好地理解解释？"

我们可以做的最好的事情是提供 有关运算放大器正常线性运行的信息。 如果客户在其线性工作范围之外操作运算放大  器、则其行为将与在线性模式下运行时的行为不同。 非线性运行  没有特性、也 没有保证 具有任何特定行为(除了前面提到的输出摆幅)。 下面是一个讨论运算放大器正常线性输入和输出范围的博客：

此致、Thomas

精密放大器应用工程