[参考译文] THS4551：需要帮助了解设计问题

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Other Parts Discussed in Thread: THS4551, NE5532, TL082, THS4531, ADC161S626

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/790268/ths4551-need-help-understanding-design-problems

器件型号：THS4551
主题中讨论的其他器件： NE5532、 TL082、 THS4531、 ADC161S626

大家好、我写这篇文章是因为我尝试了解仿真设计时发生的一些事情、但我没有对这个问题得出明确的结论。我最想说的是与 THS4551规格有关、我可能看不到这些规格。

我要做的是放大和过滤来自驻极体麦克风的声音信号、如所附图像中所示。该信号经过交流耦合、然后作为单端输入馈入差分放大器、以便应用增益并滤除我不感兴趣的频率。麦克风产生的电压峰峰值约为50-100mV。

此设置产生的波特图曲线可满足我的需求、但是、计算增益时、Rf/Rg = 100、这将是40dB、波特图并不完全达到该值(大约为26dB)。

如果我尝试增大反馈电阻 RF (或减小 Rg)并模拟50Hz 和 A=50mV 的平方波的瞬态响应、则电路会变得不稳定(我认为)。

注意：顶部和底部的限值由齐纳二极管引起、这是为了避免任何过压穿过并损坏 ADC。我很确定这不会影响性能、但我添加了它们以防万一。

输出将被定向到多路复用器、然后是 ADC、两者都是差分信号。

另一件事是我模拟了开环增益、在大约800kHz 时、相位裕度大约为80°。

最后、我不知道我是否遗漏了一些东西、但我想问不会有伤害。

如果您需要更多信息、我很乐意进一步评论。

谢谢、

圣地亚哥

5 年多前

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 1825110 points

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您好、圣地亚哥、

您的电路非常不寻常。为什么要使用150MHz 差分放大器充分接收驻极体麦克风发出的50Hz 信号？为什么不为此使用简单的运算放大器？

1W 齐纳二极管1N3825对 THS4551的输出短路。这与 THS4551的内置短路保护电路相冲突。您需要增加 R3和 R4 (仿真中的 R1和 R2)：

e2e.ti.com/.../santiago.TSC

Kai

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 1825110 points

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您好、SantGO、

您的增益看起来较低的原因是您不会在输出引脚上探测差分、如果我使用 Kai 的附加文件执行此操作、我将获得40dB 的增益。是的、电阻器看起来很高、不需要保护齐纳二极管、因为器件不能产生大于0至5V 的输出。

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 1825110 points

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Kai、您好、感谢您花时间回答问题。

我已经尝试过一些简单的运算放大器(即 TL082或 NE5532)、并使其正常工作、但由于我希望整个输入路径为差动、我假设最佳方法是使用 FDA。后来、我意识到我可以使用两个分立式放大器来实现它、但是、如果我理解正确、这将取决于两侧都具有非常精确的值、因此最后我尝试使用这个放大器。

我完全忘记了指定我想要放大的频率、它们大约为100和2-3 kHz、但您说得对、这可能不是最佳方法、将会考虑到这一点！

无论如何、我会按照您和 Michael 的建议来增加这些电阻并消除齐纳二极管、这实际上是有道理的。

最后一个问题：在 Michael 的评论之后、我假设正负输出进入 ADC 中的两个引脚、我必须单独探测它们、但现在他提到了、最终增益仍将是放大器的差分增益、对吧？

再次感谢大家、
我不知道您是否还有其他需要添加的内容。如果情况并非如此、我会将其标记为 Resolved (已解决)。

圣地亚哥

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 1825110 points

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是的、圣地亚哥、ADC 需要一个由 FDA VCM 输入引脚控制的共模电压、但只处理差分信号。如果您要探测输出、请确保使用小型串联电阻器将探针 C 隔离、探针点为大约50欧姆。如果需要、可以单独探测每侧、但通常使用差分探头进行探测。如果您想使用较慢的 FDA、请查看 THS4531。但增益仍然为100、THS4531的30MHz 左右 GBP 最终仅为300kHz 带宽。

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 1825110 points

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您好、圣地亚哥、

好的、当需要差分输出时、使用差分放大器是合理的。

请记住、ADC 的数据表通常建议使用特定的输入滤波(有时也称为抗混叠滤波或类似滤波)。您应遵循此建议。但请确保 OPAMP 可以在其输出端使用这些滤波器组件稳定运行。

您打算使用哪种 ADC？

Kai

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 1825110 points

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Michael 和 Kai、您好！

很好、我会记住这一点、我可能也会探测差分输出、以便进行更完整的分析。谢谢你

Kai、
好的、我很高兴这是有道理的！
是的、我也研究过这一点、但我尚未计算等效阻抗、这是因为考虑了 ADC 输入以及内部的多路复用器模型电路。这是我的下一步、一旦我有了它、我将把它作为一个 RLeq 和 ceq 添加到电路中。

我计划使用的 ADC 是 ADC161S626、它符合我的要求。

是的、我已经非常广泛地阅读了数据表、并记住我需要添加一个电阻器和一个 C 来形成抗混叠滤波器、尽管这可能类似于我在作为 R3、R4、C7和 C2发布的图中已经具有的特性(抱歉、名称、我没有注意到)。对于实现方案、我应该对其进行切换、这样两个电容器就不会接地、而是连接了它们(值为 C/2？或2*C?)。

我可能会在250kHz 的 fs 下使用 ADC、因此我再次看到波特图、我可能需要在放大器输出后降低该低通滤波器产生的极点频率。

完成所有这些之后，我将再次进行模拟，看看会发生什么，希望仍然保持稳定：)

再次感谢、
圣地亚哥

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 1825110 points

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您好、圣地亚哥、

那么、为什么不使用 ADC161S626数据表图48中的建议方案呢？

此外、如果 THS4551的输出信号已经以适当的2.5V 共模电压为中心、您甚至可以省略由 ADC161S626输入端的两个1µ Ω 电容器和10k 电阻器组成的 VCM 偏移方案。

Kai

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 1825110 points

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看起来是可以接受的。最后、在 RF1和 Rf2上添加4.7p 电容器以提高噪声容限。由于 THS4551的反馈电阻异常高、并且远离建议的1k 电阻(请参阅数据表的表5)、因此仍然需要进行相位稳定性分析。

Kai

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 1825110 points

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尊敬的 Kai：

我看过这张照片很多次了，我不知道我是怎么想的。

真的很棒、我遵循了您的更改并执行了快速的相位裕度计算、精确到45º μ m。

现在的问题是0dB 交叉接近所有相移与放大器极点相关的发生位置、因此与 RF1和 Rf2并联的电容器的值略有变化意味着相移较大。

从几个测试中、我得到的图片是、我无法使用任何高于4.7p 的电容器、因为这将在边缘稳定性内工作、并且极点的频率大约为72kHz。现在、如果我使用2.2pF 电容、该频率变为153kHz、但在正极侧、相位裕度约为60º 我甚至可以进一步拉伸并使用1pF 电容来获得88º μ V 相位裕度、频率为338kHz。