[参考译文] TLV3404：压电元件// 2级运算放大器设计

草图

Jeroen

在我的超声波时代、我们开发了一种称为 TDC1000的产品。  由于该产品用于多种应用、因此它能够激励压电传感器并接收信号。  听起来您只是在麦克风模式下使用压电式、不会令人兴奋。  如果是这种情况、则仅产品的接收部分相关。  tlv3404是一款四路比较器、因此单凭此并不能满足您的要求。  请向那些监控此帖子的人员说明他们是否对压电传感器施加了任何激励以及可用的电源电压。

卡盘

尊敬的 Kai、Paul、Chuck：

非常感谢您的反馈-以下是一些其他信息：

• 压电传感器是一种长元件(PVDF)、可放置在街上
• 压电式传感器为2米、外加一根同轴电缆、用于将其连接到我的测试系统
• 在我的测试中、我仅将传感器用于自行车
• 当自行车通过压电传感器时、输出约为20 - 50mV (取决于重量、速度等)。
• 当没有自行车通过压电式时–输出约为0mV
• 下面的波形示例(这是一辆车！) –另请参阅 http://www.te.com/content/dam/te-com/documents/sensors/global/TE_SensorSolutions_RoadTrax-BL-Piezoelectric-Axl-Sensor_SS-TS-TE600.pdf

Δ I Kai–@器与 OPA。 如前所述、我不是运算放大器专家、但对于这种情况、我不能同时使用 TLV3404作为比较器和 OPA？ (AFAIK 它们的优化不同(？？))

• 运算放大器设计的功耗–在“监控”压电传感器时最大电流范围为 uA
• 我的处理器休眠电流大约为1uA。 当由电池供电时、系统在 mA 范围内运行以实现功耗是不可实现的
• 电池供电–电压3.6V
• 比较器阈值- 2V (但当使用较小的增益时、我们可以降低阈值)。 高于20mV 的压电式输入应触发比较器

@Paul–增益为20–40更有意义(并降低比较器阈值)

Jeroen

尊敬的 Kai：Paul：

我对设计建议印象深刻//似乎是一个很好的解决方案。 对此有一些疑问：

1. 总功耗约为50 (uA)。
   1. 这还可以、但比我想象的要好(希望低于10uA)
   2. 因此、我想知道是否可以使用其他毫微功耗运算放大器、如 TLV8811、TLV8802、TLV340、TLV 8541等(与 TLV3012或 TLV340x 等比较器结合使用)

2. 我始终会看到具有不同值(小值(kOhm)或大值(MOhm))的运算放大器增益。
   1. 您知道这种低功耗运算放大器设计的设计标准是什么、或者它通常是什么？

@Kai -是否可以向我发送 TINA 文件？

让我们看看我们是否可以使该设计正常工作(将使您保持2个最新状态)。

谢谢、

Jeroen

您好 Jeroen、

首先，当我看看保罗提出的计划时，我认为应该能够使用一个供应电流低得多的运算放大器。 但我错了！ 如果您采用此类超低功耗运算放大器、则不会获得处理压电信号所需的单位增益带宽和压摆率。 至少1MHz 的单位增益带宽似乎是必需的。 因此、最快与 Paul 的 TLV9002一样并且同时消耗的电源电流更少的唯一 OPA348是 OPA348。 所以、我完全同意 Paul 的说法。

您可以看到、我使用了相当高的电阻值、以便能够节省电源电流。 但是、额外的增加不会大有帮助、因为 OPA348的空闲电流消耗的电源电流最大。 使用高反馈电阻的结果是、您必须采取一些措施来再次提高稳定性。 这就是需要 C1和 C2的原因。 在反馈电阻低得多的设计中、可以省略这些电容器。

e2e.ti.com/.../jeroen_5F00_piezo.TSC

Kai

尊敬的 Kai：Paul：

在创建测试 PCB 之前、我已经在试验电路板上构建了测试设置。

为了测试第一级运算放大器并检查压电信号、我使用了 LM6134 (在 DIP 封装中没有提供)

我在勺子上注意到的两件事(见下文)

1>压电信号在按下时看起来更强、并且更加对称、因此最后我可能希望使用更小的增益

2>将压电输入以增益10 (100k / 10k)和 VCC 3.6 (V)馈送到 LM6134 (PIN3)-> 我的偏移约为480 (mV)

那么、您可能有一些想法、480 (mV)的来源是什么、最好的方法来实现它？

Rgds，Jeroen (不是 John :-))

：

您能否直接(在放大器链之前)测量压电式的输出信号？ 运算放大器的输入端存在多大的直流失调电压？ LM6134具有2mV 的最大失调电压、因此由于运算放大器本身的原因、我只能期望大约20mV 的直流失调电压。

保罗

尊敬的 Paul、Kai：

仅测量压电体时的失调电压为0 (mV)-请参阅下图。 因此、失调电压(imho)来自 LM6134。

Kai、您提到使用的运算放大器产生的输入偏置电流过大(数据表显示"典型值110 (nA)"-超过1M 电阻器、这是110 (mV))、这确实是我看到的(在高于480 (mV)的情况下、使用了更大的电阻器)。

您有没有建议我可以使用哪种运算放大器来测试整个电路(仅用于试验电路板测试 DIP 封装/无 SMD 请：-))

Jeroen

尊敬的 Kai：

不使用 OPA348的原因很简单、因为它不采用 DIP 封装。 我只能在创建 PCB 原型板之前使用试验电路板。

(可能是个愚蠢的问题、但是否有其他方法可以测试非 DIP 封装？)

TLC272采用 PDIP 封装、因此这是一个我可以用来测试的封装。

谢谢

Jeroen

接收到适配器、并使电路与 OPA348和 TLV3012一起工作。 压电信号检测进展非常顺利。已将输出直接连接到微处理器、并接收信号。

但是，有一个问题我没有找到解决办法。 在对振荡器进行测量后、我发现当输出(比较器)从低电平变为高电平时、前50个 USC 信号会抖动几次。不确定要消除这种情况、最佳测量值是多少？