[参考译文] TINA/Spice/OPA547：OPA547关断问题(和仿真)

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您好、Jeremy、

当器件处于关断模式时、OPA547/OPA548输出将从接地基准负载中拉出电流。 负载提供的电阻越高、输出引脚将由于压降增加而下拉的距离 V-越近。  如果负载电阻较低、为几欧姆或几十欧姆、则与负载 电阻较高时相比、禁用放大器时、输出将更接近0V。  这是由于输出级设计所致。

下图显示了工作台上的 OPA548、它在1千欧负载下运行并启用、然后在100欧姆负载下禁用。 当负载 从1千欧降低到100欧时、观察输出电平如何从负电压变为接近0V 的值。

我不知道 OPA547/OPA548模型模拟实际器件的关断输出行为的程度、但它表现出的行为是一个有用的指标。

此致、Thomas

精密放大器应用工程

嗯、不幸的是、这对我们来说将是一个问题。  我希望将 V-设置为 GND。  我使用外部 DAC 查看电流限制、但仿真中的数学运算似乎没有达到我预期的效果(希望这也与负载无关)。  

我使用 DAC 计算了引脚上的电压、看起来50mA 的限制应该大约为4.434V (Vlimit = 0 + 4.75 -(31600 * 0.050 /5000)。  我尝试对其进行仿真、但即使在拉动60mA 电流的情况下、整个电压似乎也会通过。  

该输出是否也依赖于负载、或者是否有其他原因导致计算未按预期进行？

原理图：

e2e.ti.com/.../7455.DAC-Translator-_2D00_-TI-Help.TSC

您好、Jeremy、

如果您将 V-从-5V 更改为0V、则必须确保在低端上观察 OPA547/OPA548线性输入共模电压范围(VCM)和输出电压摆幅范围 如果违反、电路将不会按需要运行。

电流限制精度仅在 OPA547/OPA548电气特性表中的条件下指定。 该条件下的最大误差约为+/-10%、但在其他条件下可能更高。 我测试了 OPA548模型、将电流限制设置为介于大约30mA 至100mA 之间的不同值、发现启动电流限制的电流会降低10mA、有时甚至更高。 电流限制功能不是用于精确的电流限制、而是用于保护负载或运算放大器的通用限制。

由于连接到输出端的理想电流源、在仿真中 OPA547/OPA548输出电压有可能降至0V 以下。 您可以在下面显示的我的 TINA 仿真电路版本中看到这一点。 在实际电路中、除非电流源能够支持反向、否则情况并非如此。

我在 TINA 电路中注意到的一个问题是为 Rg 和 Rf 选择的极高电阻值。 OPA547/OPA548输入偏置电流大约为100nA 至500nA。 可为输出参考电压偏移贡献数百毫伏的电压。 该误差可能很明显、并导致输出电压与预期值不同。 在 TINA 仿真中、我将电阻器降低了10倍、误差大幅降低。

此致、Thomas

精密放大器应用工程

e2e.ti.com/.../OPA548_5F00_DAC_5F00_drive_5F00_01.TSC

Thomas、

感谢您的回复！

看起来元件的减少实际上并没有产生任何影响。  我认为您可能会将新值(-0.8V)与初始电路的输出进行比较、初始电路的 V-连接到-12V、而不是 GND (-12V 左右)。  请告诉我、如果我对此有误、或者如果您能够通过按10倍比例缩放组件来看到差异(也许我错过了一些东西)。  

我确实将理想运算放大器换成了 OPA140、但没有看到任何差异。  除了对一些器件进行采样和在内部测试电路之外、我并不完全确定从哪里走过来(仿真器或我的设置不正确、或者器件无法满足我们的需求)。  我可以将 Vsupply 更改为 GND、而不是-12V、但它将消除我们的盒子的一些功能(我们需要-5V 电源)。  

您是否能够模拟热关断或手动关断不会导致负输出的任何可能结果(或知道我们应该在实验室中执行哪些实际测试来测试此结果)、或者我们是否可以预期这种结果？  我可以在-5V 外部进行开关、但这需要额外的多路复用器或光电隔离器、这会增加(可能)不必要的复杂性。  

谢谢、Thomas！

您好、Jeremy、

看起来元件的减少实际上并没有产生任何影响。  

好的、那么您要测试的 OPA547的输入偏置电流(IB)必须朝向低端 我提到它是因为 OPA547的不同生产运行可能会出现问题、而 Ib 恰好更高。

我认为您可能会将新值(-0.8V)与初始电路的输出进行比较、初始电路的 V-连接到-12V、而不是 GND (-12V 左右)。  请告诉我、如果我对此有误、或者如果您能够通过按10倍比例缩放组件来看到差异(也许我错过了一些东西)。  

仅在仿真中才会出现-0.8V 电压、因为理想电流源可适应极性开关。 施加单个正电源时、具有实际负载的实际电路将无法支持负输出电压。  仿真显示、当电阻负载(1k)从输出端接地时、对于+48/0V 电源布局、最小输出电压约为+0.75V 和+45V。 输出不会按预期变为负。

我确实将理想运算放大器换成 了 OPA140 、但没有看到任何差异。  除了对一些器件进行采样和在内部测试电路之外、我并不完全确定从哪里走过来(仿真器或我的设置不正确、或者器件无法满足我们的需求)。  我可以将 Vsupply 更改为 GND、而不是-12V、但它将消除我们的盒子的一些功能(我们需要-5V 电源)。  

实际上、使用-5V 或-12V 负电源为 V-供电确实使应用 OPA547等运算放大器变得更容易。 然后、输出 可以真正向下摆动到0V 甚至是负值、具体取决于用于 V-的负电压标高。

您是否能够模拟热关断或手动关断不会导致负输出的任何可能结果(或知道我们应该在实验室中执行哪些实际测试来测试此结果)、或者我们是否可以预期这种结果？  我可以在-5V 外部进行开关、但这需要额外的多路复用器或光电隔离器、这会增加(可能)不必要的复杂性。

遗憾的是、当器件进入关断状态且使用了负电源时、无法防止 OPA547变为负电压。 但是、如果负载电阻 较低 、则会使电压保持在0V

此致、Thomas

精密放大器应用工程

Thomas / Dennis、

老实说、这听起来就像您回答了我们的问题、但这并不一定意味着它可以为我们解决问题。  我对输出上的负载没有任何控制、因为这将在具有一组不同器件的生产线上进行、并且负载可能会因器件而异。  如果将器件置于关断状态(热或禁用电源)会导致器件变为负电压、则该器件不能成为我们的解决方案。  我们无法在可能具有或可能没有反向电压保护的器件上施加负电压。  

听起来我们可能需要找到不同的解决方案、因为听起来这款器件不适合我们的应用。