您好！
请帮助分析与 TIDA-00499相同的附加电路、但当使用 TINA 进行仿真时、我们可以发现输出波形不平滑、并且存在一些抖动。 此外，输入齐纳二极管的用途是什么？
非常感谢。
e2e.ti.com/.../ths4521_5F00_TIna_5F00_NO-cap-NO-gnd-Vlp_5F00_in_2B00_-70V-_2800_1_2900_.TSC
此致
Kailyn
，感谢 Kailyn 帮助我提出这个 问题。
对 Micah Brouwer 来说，是的，你的理解是非常正确的。
输入：非对称、高达40MHz 的信号、电压范围为-50至450V。但是、可能会出现-3500V 至500V 的瞬变、精确值为。μ s
目标：将输入信号降至1.6Vpp、以便在驱动 ADC3441的 THS4521下对其进行采样。
问题：我想使用与 TIDA-00499相同的电路、但要更改电阻分压器、以便它能够适应3kV 输入瞬变、而不是它设计的2kVpp。
但是 、首先、一件非常重要的事情 、您能否 解释 一下运算放大器的负输入 为何连接到 Vref 而 不 连接到 GND，此设计的用途是什么？
然后，您能 给我 一个分析 过程 来分析 如何 获得 电阻 器 R8和 R22的值 吗？
第三、 实际上、在设计中、TIDA-00499、R2、R1和 C1未组装、它相当于没有 RT 角色，、因此 它如何 实现 衰减？
第四，该设计能否 承受 输入信号？的高共模电压
最后，因为他们不在同一时区，需要很长的时间才能得到答复。我觉得目前只有你才理解我的整个想法。
因此，我 仍然希望你能继续回答我的问题，并能在第一次答复我的问题。
我 有四个问题，所以 我希望每一个问题都能得到认真的回答，而不是仅仅回答其中一个问题。
只对 Micah B Brouwer！我 非常非常期待你的答复。
您好、Kai，如果我不放弃、您不会放弃、对吧？
首先、我不知道 第8.4.1节在哪里。
第二、实际上、我 有四个不同，1的输入 、其中一个介于-70至70V 之间、 一个是-10V 至+10V，一个是-450至450，另 一个是-3k 至3k，我想 使用 一个设计 ，只想 调整 分压电阻。所以 我认为如果我了解如何处理450V 信号、其他信号处理方法应该相似。 其他三个输入、无论是3kV 还是10V、都可以通过调整前分压电阻器衰减到适当的电压、对吧？
第三、，我同意您的看法 、即齐纳二极管仅用作 ESD 保护。
但 还有 其他问题 。请参阅 我在 2018年8月4日上午3：04。发布的内容
THS4521数据表的第8.4.1.2节指出：
"通常情况下、RG2只是针对直流耦合双极输入应用进行接地。 此配置提供了平衡
如果源极围绕接地摆动、则会产生差分输出。 电压摆幅的情况下、电压会发生变化
电压、接地 RG2在 VOCM (输入为时)上提供来自两个输出的单极输出差分摆幅
接地)摆动的一个极性。 将 RG2偏置到输入信号的预期中点会产生一个差分信号
VOCM 周围的输出摆幅。"
因此、当输入信号围绕接地摆动时、您可以将 RG2接地。
但在本主题的开头、您写道："输入：非对称、高达40MHz 的信号、电压范围为-50至450V。"
在这种情况下、您需要将 RG2偏置到该预期中点。
这将回答您的第一个问题。
要回答您的第二个问题：
THS4521数据表的第8.4.1.3节演示了如何计算 RT、RG1和 RG2。 由于 RG1输入端的有源输入阻抗非常复杂、因此您必须求解二次方程(公式1)。 表7包含 Rs=50R 和 Rf=1k 时的计算数据。
我不知道应用手册 TIDUAT7A 中发生了什么。 似乎有几个错误。 他们似乎忘记了 RT。 例如、但如果没有 RT、THS4521电路完全不对称、不起作用。
TI 的专家可能会推荐一些不同的东西、但作为起点、我会从数据表的表7中获取增益为1的值、然后改变 Rs 以提供所需的分压：
还有另外两个问题：R6必须为低欧姆。 否则、您将注意到不需要的输出偏移。 此外、THS4521的带宽不足以完全重现三角输入信号。 这使得振幅看起来比预期的小。 如果您想找出合适的增益、请使用10MHz 正弦输入信号。
Kai
以下是10MHz 正弦波的图：
和 TINA-TI 文件：
为了提高输出对称性、您可能需要调整 RG2。 使 RG2等于 R1 // R2和 RG1的并联电阻之和。
Kai
好的、所有这些都在 THS4521的数据表中进行了说明！ 第8.4.1.2节明确指出：
"通常、非信号输入侧有一个 RG 元件偏置到预期的中端源。 提供此中量程基准可在输出端提供围绕 VOCM 的平衡差分摆幅。"
Kai
您好！
我觉得凯先生很好地解释了这种情况。 以下几点：
概述：TIDA-00499将放大器作为衰减器、使其增益为1/3300。 我们不建议这样做、原因有两个：
1) 1)增益将不准确(仿真显示的增益为~1/2500、而不是预期的1/3300)
2) 2)由于 R_G2上的偏置、输出不平衡。
另请注意、TIDA-00499在处理仅用于显示信号链的高电压时未包含适当的隔离程序。 我们建议使用 Kai 这样的解决方案、即电阻分压器进行衰减、放大器采用单位增益、而不是将放大器用作衰减器。 确定 R_F、R_G1、R_G2、R_T 和 R_S 的方法如下：
首先、使用 R_S 和 R_T 作为分压器来创建正确的衰减。 如果输入为+/-3500V 且 ADC 需要2Vpp、则衰减5000有效。 如果我们使用 R_T 为499、则 R_S = 2.5Meg。接下来、我们选择 R_F 499也起作用。 然后、我们选择 R_G1和 R_G2。 对于单位增益、R_G1和 R_G2的阻抗也应为499。 但是、反相输入检测到的 R_S || R_T 的阻抗已经约为499、因此我们忽略了 R_G1 (或使其为0欧姆)、并使 R_G2等于 R_S|| R_T、这基本上也是499。 这遵循 Kai 提到的公式、R_G2 = R_G1 +(R_S || R_T)。
或者、只要阻抗匹配、就使用 Kai 建议的值。
从 VM6中可以看出、输出现在是平衡的、衰减是准确的(3500/0.69526 = 5034)。 这是一个10MHz 正弦波、如果您增加频率、您将开始看到带宽限制导致的衰减。 在40MHz 时、衰减约为5800。 根据您所需的解决方案类型、这仍然可以正常工作。
1) 1)声明输入为-50至450V、预期瞬态为-3500至500V。您是指-3500至3500V？
我假设输入瞬态为+/- 3500kV。
2) 2)如果我的上述假设正确、则输入将围绕接地中心、您应将 R_G2接地。
3) 3)正如 Kai 所说、Vref 上的电阻器应该非常低
希望这能回答您的所有问题。 感谢您与我们联系、感谢您的耐心等待。
谢谢，Micah Brouwer 和 Kai。通过您的帮助、，II 已经知道如何计算平衡电路的相关电阻。但我想了解更多有关保护的信息。 我不确定 、尽管如此高的输入电压的差分电压和共模电压由电阻器进行分压、电路中的运算放大器是否必须是 能够抑制高共模电压的运算放大器？ 我看到 INA149 可适应高达550V 的输入共模电压。 但 其带宽太小。
在 TIDA-00499， 中、前端有一个齐纳二极管，如果我 在，以下的电路中添加一个齐纳二极管(如有必要)，我应该如何选择齐纳二极管，示例其电容，其电压、否则？会影响电路？的带宽
您好 Kailyn、
只需在放置 Z1并进行仿真的位置将电容放置到仿真中。 然后、您将看到该电容对阶跃响应和频率响应的影响。
链接的文档采用 PESD3V3L1BA。 此 ESD 保护二极管可提供 ESD、浪涌和突发保护。 它的电容为100p。 两个串联电阻会引入50p 的电容。 为什么在您的电路中不采用相同的保护二极管？
这将是 Micah 电路中的后果：
这将是我的电路中的结果：
因此、您会看到、当您计划将保护二极管并联到 R2时、不将 RG1减至零会有所帮助。 RG1将电容与 THS4521的输入隔离开来、这样可降低其对阶跃响应和频率响应的影响。
Kai
您好 Kailyn、
最初、该电路应能够承受450V 的瞬态电压3.5kV 的信号。 瞬变仅持续很短的时间、通常约几十微秒。 ERJP06是 Panasonic 公司的0805抗浪涌精密厚膜电阻器、可轻松承受高达40W 的瞬变、脉冲持续时间为1ms。 对于3.5kV 输入电压范围、R1约为330k。 将该电阻分为十个 ERJP06电阻器会将每个电阻器上的压降限制为350V、并在450V 输入电压下产生61mW 的热耗散、在3.5kV 瞬态期间产生3.7W 的热耗散。
您还应记住另一点。 电阻器显示其端子之间的寄生电容。 在分压器中、该电容会对频率响应产生强烈影响。 在以下仿真中、我假设寄生电容为0p1。 如示波器探头分压器所示、例如、通过添加与分压电阻并联的合适电容、可以将频率响应线性化至最高频率。 因此、电容必须并联到 R2、该电容等于时间常数33k x 0.1p：
33k x 0p1 = 50 x 66p
由于15p (C12)已经位于 TVS 中、因此应添加51p (C13)电容：
当然、C13取决于33k 电阻器的实际电容和杂散电容。 您可能需要通过实验找出 C13的最佳值。
Kai
您好 Kailyn、
ERJP06是一款标准组件、价格不贵：
添加电容(C2 + C9)时、TIDA-00499中显示的电路将正常工作、如下所示：
C2再次是 TVS 的电容。 但该电路有一个缺点：由于线性化电容(C2 + C9)与比我的电路50R 高得多的电阻 Rg1=1k 结合使用、因此频率响应对线性化电容的变化非常敏感！
关于片式电阻器的最后一个警告词：请记住、标准1206电阻器的最大过载电压约为400V。 因此、您需要至少将九个标准1206电阻器串联、以承受3.5kV 瞬变。 另一方面、ERJP08 (1206)可承受1000V 电压、ERJP06 (0805)可承受600V 电压。
Kai
