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[参考译文] TLV8801:创建电源轨分离器电容负载

Guru**** 709470 points
Other Parts Discussed in Thread: TLE2426, TLV8801, TLV6001, LMV321, TLV9062, TLV9051, TLV9052
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/1189189/tlv8801-create-rail-splitter-capacitance-load

器件型号:TLV8801
主题中讨论的其他器件:TLE2426TLV6001LMV321TLV9062TLV9051TLV9052

你(们)好

我尝试设计与 TLE2426类似的电源轨分离 器、因为我们无法使用此器件来限制封装和供货。  我在计算 Riso 时出错、如果您告诉我我出错了、我将不胜感激。

原始电路:

为了使运算放大器与输出电容保持稳定、我需要计算使系统稳定的 Riso。

根据 TI 培训稳定性5、我必须计算 Riso 以将零点设置为 Fzero:

基于该电路的 TINA 仿真:

我犯了个错误。  

fzero,其中 AOL = 20dB => Fzero= 590 => RISO = 1/2*PI*590*10n =~ 27k

(笑声)

当我向系统中添加27k 时、运算放大器仍然不稳定、因为在0dB 时、相位低于45。

如果您有任何疑问、请告诉我。

谢谢

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    您好、Amir、

    到目前为止、我尚未确认您的仿真。 我只想说一句话:具有极小电源电流的运算放大器、例如纳纳安级运算放大器 TLV8801、对于电容负载而言非常关键、可能需要10k 甚至100k 范围内的隔离电阻器。 数据表的第7.4.4节支持我的说法、并提到了一个介于30k 和50k 之间的隔离电阻器。

    因此、最好选择消耗更多电源电流的 OPAMP。

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    感谢您的回答。 你有什么 建议。   TLV6001或 LMV321的电容限制为150pF。  
    我将继续使用该运算放大器进行仿真、并告诉您结果。

    我在 TI 找到了这份 使用 TLV9062的文档。

    再次感谢。

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    您好、Amir、  

    我在主要规格方面查找了与 TLV8801和 TLE2426类似的选项、并运行稳定性分析以检查是否适用于您所寻找的应用的电路。 我在下面列出 了 TLV6001TLV9051的两个选项。 可通过以下链接查看两个器件之间的主要差异: 比较表

     总之、TLV6001是一种低功耗选项、可以使用正确的 Riso 值驱动10n 负载、但由于 输出电流差异、该 Riso 值需要高于(~200欧姆)使用 TLV9051。 Riso 会导致输出端压降、但如果该压降对于应用而言令人满意、则可以使用 TLV6001。 否则、TLV9051是具有大输出电流驱动和 Riso 两端最小压降(~50欧姆)的理想选择、可实现稳定电路。  

    TLV6001仿真:(为了使输出不轨、我在两个仿真中都使用了双电源、但每个器件都适用于单电源应用。)

    TLV9051仿真:  

    如果您有任何疑问、请告诉我。
    谢谢!

    此致、
    Ashley

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    您好、Amir、

    使用运算放大器设计轨分离器可能非常复杂、并且电容负载越高、就越复杂。 确实、您可以通过在电容负载前面使用足够高的隔离电阻来稳定电源轨分离器。 但是、所有信号和接地电流都将流经此隔离电阻、并将改变伪接地电位。 最后、您会得到一个非常差的信号接地、该接地噪声会叠加到信号中、并可能会完全破坏电路的性能。 使用 TLE2426的想法只是为了从 TLE2426的极低输出阻抗中获益、当您使用分立器件构建轨分离器并需要更高的隔离电阻时、情况就不再如此。

    令人高兴的是、除了使用电源轨分离器之外、还有许多其他方法可以在单电源电路中生成伪接地。 这些其他方法可能能够更好地处理容性负载、尤其是当它们允许使用更高的隔离电阻时。 因此、您可能希望通过单个运算放大器或分压器在本地生成伪接地、而不是同时使用适用于所有相关电路的轨分离器在全局范围内生成伪接地。

    您能否展示要为其设计电源轨分离器的电路原理图?

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    感谢您的详细回答。 下面是我的原理图、大家可以看到、我有大量的容性负载(5uF)、这会使系统不稳定。

    下面的电路是具有单电源的跨阻放大器。

    我使用了 TLE2426、它的工作原理非常棒、但在这个设计中、我的空间有限。  

    如果您能告诉我您是如何计算之前运算放大器的 RISO 的、我将不胜感激。  

    如果您有任何疑问、请告诉我。

    谢谢

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    您好、Ashley、

    感谢您的详细回答、请告诉我您如何在 TLV9052上计算50欧姆。  此外、我看到您在仿真中将 V-视为负电源而不是 GND。  

    谢谢

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    您好、Amir、  

    我通过在 TINA 仿真中更改 Riso 值、直到获得大于45度的相位裕度、从而估算了 Riso 值。 如果您需要更大的相位裕度(60 - 90度)、则可以采用与之前参考的 TI 高精度实验室稳定性视频中计算的方法相同的方法计算 Riso。  

    Fzero 等于171.77kHz、然后 Riso 计算为93.1ohm。'

    在我的仿真中、我使用了双电源、因为否则运算放大器将被接地、因为 IN+接地。 这会导致交流仿真出现问题。 另一种解决方案是在输入引脚上放置直流偏置。  

    如果您有其他问题、请告诉我。
    谢谢!

    此致、
    Ashley

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    您好、Ashely、

    感谢您的详细回答、我认为这解决了我的仿真问题、如果我有另一个问题、我将回复此帖子。

    谢谢

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    您好、Amir、

    我在您的原理图中看不到5µF Ω 负载。

    是否要构建 TIA (跨阻放大器)以放大光电二极管的信号? TIA 的反馈阻抗是否应与4.7µF Ω 并联为10M? 检测器电容是否为10nF? 您是否希望将上部运算放大器的+输入偏置为3.3V / 2 = 1.65V、并将光电二极管的阳极偏置?

    此外、您打算使用哪些 OPAMP 封装?

    Kai

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    您好起亚,

    不是精确的5uF 负载 TIA 上的10nF 和4.7uF 会导致巨大的尖峰、如下面的原理图所示。 移除10nF 电容器可以解决所有问题、但我需要这样做来防止任何不必要的尖峰。  

    1.是的、我想将传感器偏置为输入电压的一半、即1.5V。

    2.我可以使用 SC70或 DFN 封装或更小的封装。

    我通过将电路更改为低于来减小尖峰、但没有我想要的好。

    附件是我的仿真文件。  e2e.ti.com/.../TIAtran.TSC

    如果您 有任何疑问、请告诉我。  

    谢谢

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    您好、Amir、

    您的电路中的10nF 是否为检测器电容? 如果是、该检测器电容本身可能会导致不稳定、而不是伪接地生成。 在这种情况下、必须首先使 TIA 保持稳定。

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    因此、我知道10nF 是振荡的主要原因、但您可以在 TIA 上执行哪些操作来实现稳定。  因为该电路充当振荡器。

    我想我通过添加小电阻器来解决这个问题。 但我必须检查这是否会影响系统的线性。

    谢谢

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    您好、Amir、  

    此处提供了适用于 TIA 电路的 TI 参考设计: 光电二极管放大器电路

    此致、
    Ashley

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    您好、Amir、

    您的电路是不可瞬态的、因为4.7µF μ F 反馈电容太大。 由于 OPAMP 将4.7µF μ F 与10nF 检测器电容串联、因此 OPAMP 的输出会看到过高的容性负载、这会破坏相位裕度、如相位稳定性分析所示:

    损坏的相位裕度(最小值小于45°)会导致不稳定并导致振荡。 如果如上所示、相位裕度仅为5°、则电路很可能会发生振荡。

    一种补救方法是减小反馈电容并使其小于10nF:

    e2e.ti.com/.../amir_5F00_tlv6001.TSC

    10m 和470pF 提供34Hz 的低通滤波转角频率。 如果这在您的应用中还不够、请在运算放大器的输出端添加一个无源低通滤波器。 但不会增加反馈电容。

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    非常感谢您的支持、我将尝试查看这些文件、并告诉您是否有其他问题。  

    谢谢