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[参考译文] OPA350:用于滤波的容性负载

Guru**** 1821790 points
Other Parts Discussed in Thread: REF5025, OPA350, ADS8354, ADS8363, OPA2350, ADS127L01
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/824600/opa350-capacitive-loading-with-intent-to-filter

器件型号:OPA350
主题中讨论的其他器件:REF5025ADS8354ADS8363OPA2350ADS127L01

大家好、我在"使用电压基准进行设计的提示和技巧"(http://www.ti.com/analogue/docs/litabsmultiplefilelist.tsp?literatureNumber=slyc147&docCategoryId=5&familyId=57)中阅读了一篇有关将电压基准噪声过滤到 ADC 的文章

我正在尝试使用 REF5025在我的应用中执行类似的操作。

我的问题是关于 OPA350上10uF 的电容负载、见第17页的图6。  对于 OPA 来说、这种容量的电容器似乎非常大、但似乎可以正常工作。  您能否详细说明一下、我知道放大器上的高电容负载会由于 PM 减小而导致振荡?

我注意到下面的 D/S 图、但这是指小信号。  

 

  • 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。

    您好、Jorge、

    是的、您答对了、运算放大器输出端的容性负载过大可能会导致稳定性问题。  运算放大器的开环输出阻抗 Zout 与负载电容相互作用、并且放大器输出和反相反馈输入之间的延迟过大是运算放大器稳定性或振荡问题的根本原因。  

    OPA350是一款带宽相对较高的放大器、在整个频率范围内提供低输出阻抗。  通常、该运算放大器可以处理大容性负载、或在驱动容性负载时相对容易进行补偿。   

    如果您计划使用 OPA350驱动10uF 旁路电容器作为 SAR ADC 的电压基准、我建议使用一个相对较小的电阻器、与旁路电容器串联大约100mOhm 至150mOhm (毫欧)、以增加相位裕度。   我过去在驱动 SAR ADC 时使用过此电路(请参阅 ADS8354数据表图109、第53页)。

    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads8354.pdf

    如果您计划使用带滤波器的电路、如第17页的图6所示、 在 ADC 基准输入的旁路电容器上使用一个100m Ω 至150m Ω 的小型串联电阻器、如下 所示。所附的 TINA 仿真查看 OPA350的相位裕度(~60度)、该 OPA350使用一个小型150m Ω 电阻器驱动10uF 电容。

    此外、如果您想了解运算放大器稳定性的基础知识、请参阅高精度实验室稳定性视频系列(以下链接)。

    谢谢、

    此致、

    Luis

    10. TI 高精度实验室-运算放大器:稳定性

    https://training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps#section-10

    e2e.ti.com/.../7455.OPA350_5F00_10uF_5F00_Circuit.TSC

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    您好、Jorge、

    更新/更正了上面的图像。  

    谢谢、

    Luis

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    您好、Luis、我希望您一切顺利、感谢您的解释。  让我跟进几个项目、在此之后、我们希望可以关闭该主题。

    http://www.ti.com/lit/ml/slyc147/slyc147.pdf第17页的图6如下所示。  回顾您所说的内容、添加 Riso 以改进 PM。  我理解这一点。  我将添加的电阻器标记为蓝色。  与此…无关。 OPA350的极性错误是正确的? 此外、圈出的 R1是否会从基准产生电压降、我知道它会进入高阻抗输入、但这是否会影响 REF 的精度?

     

    更重要的一点是:我打算使用 ADS8363 (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads8363.pdf)。  第44页和第页的引脚定义中的图47显示了 REFIO 引脚挂起22uF、而 REFIO 引脚又来自 OPA350。  我将 REFIO1和 REFIO2短接在一起。  很有可能、除了 Riso+10uF 之外、我还从 OPA350挂了44uF 的电容。  在这种情况下、您会建议什么、我认为将 Riso 添加到每22uF 可能是一种解决方案。  不过、这似乎太过分了。  您能告诉我您的想法吗?

    在您发送的 TINA 文件上、我看到以下 ckt、(我从您在下面发送的文件中剪掉了 ckt)。  您是要150mΩ R2-k Ω 吗? 我要求 bc 这将使 REF 的精度降低 R2上的 Δ V。  请告诉我。   

     

    感谢您的帮助和时间。  TI 的朋友提供帮助。

     

    豪尔赫

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    您好 Jorge、

    1) 1)滤波后的 REF5025和 OPA350的正确电路如下所示。  该图中的 OPA350极性 错误;缓冲器需要处于负反馈状态。  请参阅下面的正确电路。  OPA350的输出端有 一 个与10uF 旁路电容器串联的0.150 Ω(150毫欧)电阻器。

    2) 由于 ADS8363是同步采样 SAR ADC、并且使用外部基准时 SAR ADC 基准 REFIO1和 REFIO2输入不会缓冲、 您打算对两个 ADC 使用相同的基准、一种可能的电路是使用通过双 OPA2350进行缓冲的 REF5025、如下所示。  每个 OPAx350都可以使用0.150 Ω 串联电阻器稳定地驱动22uF 旁路电容器。

      

    3) 3) 我已更正了附件、OPA350使用0.150 Ω 串联电阻器驱动10uF 电容器。  请参见下面的。   

    TINA 文件也位于下面...

    e2e.ti.com/.../2703.OPA350_5F00_10uF_5F00_Circuit.TSC

    谢谢、此致、

    Luis

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    您好、Luis、

    我在 ADS127L01的数据表中看到了该图。  您是否更喜欢这种类型的补偿(我认为 BOM 上的器件较少)、而不是您在 Riso 展示的补偿。  坦率地说、我更了解 Riso、因此我倾向于 Riso。   

    非常感谢、

    -JVA

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    您好、Jorge、

    在决定选择哪种电路配置时、设计人员必须考虑多种因素、例如、必须考虑驱动容性负载的放大器稳定性、稳定放大器所需的 RISO 电阻器的尺寸。  此外、正确地为您要驱动的 ADC 基准输入的负载特性建模也很重要。 必须查看稳定性以及放大器基准驱动电路的瞬态和稳定行为、因为 ADC 基准输入在执行转换时呈现动态负载。  

    双反馈放大器配置通常用于稳定驱动容性负载的放大器。 双反馈在驱动直流电流负载时具有优势、因为它消除了由于 RISO 电阻器上的压降而导致的误差。   

    如果使用电容器的小型串联电阻(通常为0.1欧姆至~1欧姆)足以稳定放大器电路、则使用带有旁路电容器的单个串联电阻器的配置可以很好地工作。  当放大器需要高值 RISO 电阻器来稳定电路时、或者基准输入端存在直流电流时、这种方法不切实际、因为在 ADC 转换期间、RISO 电阻器上会出现非常大的电压瞬变、 或者、在驱动直流电流时、RISO 电阻器上可能会出现直流压降。  

     非缓冲 SAR ADC 和 Δ-Σ ADC 基准输入为基准驱动器提供动态负载;但是 SAR 和 Δ-Σ 基准输入的行为有所不同。

    非缓冲 SAR ADC 基准输入在基准输入端呈现动态负载、而 SAR 基准输入呈现二进制加权容性负载。 基准电压必须在每个 SAR ADC 转换时钟周期内保持稳定并稳定至所需的分辨率、否则可能会发生线性误差和代码丢失错误。  驱动 SAR ADC 基准输入时、可以使用双反馈放大器配置、 只要放大器输出在转换过程中每个转换时钟期间保持在 SAR ADC 分辨率范围内稳定、放大器电路就能够满足 ADC 基准输入的动态瞬态要求、并在 ADC 分辨率范围内保持稳定。  下面的 PLL 教程详细讨论了 SAR ADC 基准输入。

    驱动 SAR ADC 上的基准输入

    https://training.ti.com/ti-precision-labs-adcs#section-6

    相比之下、ADS127L01是一款高分辨率 Δ-Σ ADC。 Δ-Σ 基准输入也呈现动态负载、但是其行为与 SAR 不同。 根据第35页的数据表说明、ADS127L01基准输入可建模为以调制器频率运行的开关电容器负载、并具有恒定并联6.4kOhm 负载电阻器。  在这种情况下、双反馈放大器配置消除了由于6.4kOhm 并行负载导致 ADS127L01基准输入端的直流电流而产生的任何直流误差。

    在设计数据采集系统时、第一步是检查 ADC 数据表以了解相关指南;大多数 ADC 数据表提供了电路建议、可在支持最大数据速率的同时更大限度地减少误差。   但是、根据采样率要求和应用中使用的基准电路、可能需要进行详细的分析或仿真、以验证您是否满足性能目标。  

    在这篇文章中、您将讨论不同的 ADC 架构、具有不同的驱动和分辨率要求、并使用不同的运算放大器;因此、如果您有特定的 ADC、我们可以建议最佳解决方案。

    下面是讨论运算放大器稳定性的功率点、包括双反馈配置。

    《解决运算放大器稳定性问题》2015_TG.pptx

    此致、

    Luis

     

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    感谢您的解释。   

     简而言之:

    -双反馈放大器配置是 ADS127L01的最佳选择。  这是其 REFP 和 REFN 建模电路的 bc、具有6p4kΩ Ω(调频)电阻、双反馈放大 器必须在转换期间通过该电阻提供瞬态电流、同时保持稳定和稳定。

    -RISO 配置的缺点是在转换期间拉电流/灌电流时会发生 RISO 上的压降。  RISO 的大小可能不会使该选项最终实用  

    非常感谢、 感谢您的帮助。  您在将 TINA 模型加载到 TINA 上是否有 ppt? 再次感谢。

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    您好、Jorge、

    请在下面找到一个 pdf 文件、其中包含有关如何在 TINA 中上传模型的说明。

    谢谢、

    此致、

    Luis

    e2e.ti.com/.../Extracting-new-TINA-macromodels.pdf