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[参考译文] OPA820：MFB 滤波器的设计方法

admin
Guru**** 1626620 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA820, OPA317
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/835894/opa820-design-methodology-for-mfb-filters

器件型号：OPA820
主题中讨论的其他器件： OPA317

大家好、我使用文档"www.ti.com/lit/an/sboa114/sboa114.pdf""ADC 接口中 MFB 滤波器的设计方法"来设计增益为1且 Fc = 15KHz 的二阶低通滤波器。 我在看第8页的示例、对 R2的计算有疑问。 该文档指出 R2是通过第4页的公式9计算得出的。 我不知道2kT 这个术语是什么、希望有人提供帮助。

IN 和 EN 来自 OPA820的数据表、我的回答是否正确？

如果有人能帮助我，我会非常感激。

尊敬的、

Joe

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    Joe、您好！  

    "K"代表玻尔兹曼常数、即1.38064852 ×10-23 (m2 kg s-2 K-1)。 它与粒子的能量有关、是电子器件中电阻器噪声计算的重要组成部分。  

    "T"表示以开尔文为单位的温度。 通常、我们只使用室温、但如果您知道您的电路环境温度会更准确。  

    "in"是输入电流噪声、"en"是器件的输入电压噪声、可在数据表中找到。 有时、您可能会遇到未列出电流噪声的器件。 在这种情况下、您可以假设它非常小、如1fA/rtHz。  

    此致、  

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    嘿 Joe、  

    OPA820对于15kHz 滤波器而言是巨大的覆盖范围、  

    通过 RC 上的 GBP 调整、我向您展示、您只需316kHz GBP 即可保持20dB 的最小 LG。 您可能可以使用1MHz GBP 运算放大器轻松实现这一点。 您没有给出 Q、但这里是巴特沃斯型的 RC 解决方案、Q=0.707

    在低成本 C0G 中、此设计达到33nF 的最大 C 值、使 R 的电容比低噪声设计的电容值大一点。 这种优化使用 E96 R 最大程度地减小了 Fo 和 Q FIT 误差。 如果这是最佳的 Fo 和 Q FIT、它确实会让增益偏离一个标准值。  

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    Jacob、

    大家好、非常感谢您回复我的帖子。 我在公式9中输入了数字来计算 R2、但我得到的答案与文档中的答案不同。

    您是否会很乐意查看我有什么帮助我找到我的错误？

    e2e.ti.com/.../R2_5F00_Calc.docx

    谢谢、

    Joe

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    Michael、

    大家好、非常感谢您回复我的消息。 我不是一名"模拟"大师、但我很喜欢学习我在学校没有学到的东西。 快速向您提问、您是如何计算 GBP 的？ 什么是"LG"感谢您建议 Q 值。 什么是 C0G 和 E96？

    您使用的电子表格工具看起来非常方便、是否对公众开放？

    谢谢、

    Joe

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    其中300来自、公式中没有 R、  

    您的1.7需要为1.7e-12、而2.5需要为2.5e-9

    请记住、这是一个近似限制、只是为了将 R 缩放到一个不会将噪声主导于运算放大器项本身的范围内。 其他限制也起作用、在这些限制条件下、该全流量会在不同的考虑因素下反弹、这些因素试图影响许多因素(噪声、I/O 负载、C 范围、噪声增益峰值等)。  

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    顺便提一下、OPA820的公式是计算90.8欧姆、但我已将最小输入 R3设置为402欧姆、这样将覆盖 R2和 R3并使其向上调节。  

    当它迭代到可用的 C 解决方案时、我将最大 C 限制为33nF、这会进一步提高 R。 因此、该公式有时作为起点很有用、但由于其他考虑因素、通常不会在最终解决方案中使用。  

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    嘿 Joe、不是、电子表格是从原始应用手册中反复使用多年的结果 (顺便说一下、我在后面的一篇文章中修复了立方系数表达式中的错误、但您对此并不是那么深入、如果英镑足够高、您就不需要这么做) 不公开-我一直在不断地更改它。 我始终都在提供设计。 完整的解决方案电子表格长度约为12张、并将系数传递给单独运行的电子表格中的立方解算器。  

    GBP -增益带宽积、这是真正的极点开环增益交叉点、0dB -数据表中通常不正确

    LG 环路增益、AOL 曲线与噪声增益曲线之间的差异-如应用手册中所述、  

    C0G 是有源滤波器首选的低温度系数电介质-高于33nF 时、成本会迅速增加

    E96是标准1% R 值-您只能使用标准值来实现、因此您也可以选择具有最佳标称拟合的值。  

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    您好、300是以 Kelvins 为单位的温度。 这是不是正确的吗？

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    谢谢 Michael

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    这是另一次尝试。 仍然不对。 我必须遗漏一些东西：

    e2e.ti.com/.../0435.R2_5F00_Calc.docx

    对其进行平方运算？

    Joe

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    实际上、该公式中可能有一个拼写错误、如果我查看我的电子表格中的内容、就会发现该 β 项是电阻器产生的总输出噪声功率的百分比-我在解决方案工具中将其设置为20%、  

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    因此、实际上、在附录 A 中、假设 β= 1、正如等效注释所示、我猜稍后会使比例项 β 针对<等于噪声功率贡献的情况、

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    Michael、

    大家好、我是否正确使用了300 Kelvins 的 T？ 您是否在我的计算中看到任何错误？ 很高兴看到我在哪里得到了错误的 R2值。  

    尊敬的、

    Joe

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    嘿、Joe、我用 OPA820增益为1的设计做了更多的工作、随附的电子表格将计算分解成几个部分、并逐步处理结果-我现在得到76欧姆。

    我在 sim 中尝试了 OPA820、使用所有76 Ω R 电阻器时、输出噪声从仅运算放大器的2*2.5=5nV 增加到6nV。 因此、我猜 β 可能会增加点噪声的%。 自从我处理这个问题以来已经很长时间了、很容易就会弄乱执行这个公式。 在这种情况下、我们不会使用它、无论如何、负载会过大、电容器也会过大。  

    e2e.ti.com/.../Max-R2-calculation-by-noise.xlsx

    我在这里通过仿真进行了几次测试、以查看方程是否正常工作、是的。 让我感觉更好、假设我在原稿中有一段时间的错误。 这确实在 OPA317噪声中暴露了一个模型误差-在模型中为45nV、数据表为55nV。  

    e2e.ti.com/.../Testing-the-max-resistor-equation-in-an-MFB-for-noise-increase.docx

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    Michael 、您好、非常感谢您回到我的帖子。 是否可以尝试将 KO 项更改为2。 如"设计方法"文档第8页所示、电子表格不提供接近336.38的 R2值。 我得到75.7欧姆。 我缺少什么？ 尊敬的 Joe
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    嘿 Joe、

    正如 Micheal 在之前的回答中提到的、电子表格和"设计方法"文档之间的主要区别是 Beta 因子术语。 本文档假定测试因子为1、而电子表格使用0.2测试因子。 通过更新 Micheal 的电子表格以使用 β 因子1、可以实现347欧姆的值。

    最棒的

    Hasan Babiker

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    现在我明白了！ 非常感谢。 Joe