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[参考译文] LMP7702:输出阻抗

Guru**** 663810 points
Other Parts Discussed in Thread: LMP7702, OPA328, UAF42
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/1183343/lmp7702-output-impedance

器件型号:LMP7702
主题中讨论的其他器件: OPA328UAF42

大家好、  

客户要求提供此器件的最大输出阻抗。

它们的输入阻抗为100Gohm、通过信号传递到 LMP7702缓冲器中。  电路 sketch 附在下方、R1、R2和 R3形成阻抗100Gohm。 当它们根据 公式计算输出阻抗:O/p imp = I/p imp/(gain+1)时、它们将得到50gohm。 RL 应高于此输出电压。 这是不可行的。 他们应该怎么做才能以 更低的噪声获得正确的信号?

提前感谢您。

此致、

Marvin

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    您好、Marvin、

    什么是 R1、R2和 R3? 源是什么? 该电路的用途是什么?  

    Kai

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    您好、Marvin、

    输出阻抗(假设您参考上面的 INA) 不取决于输入电阻器。 与 Kai 的上述评论类似、我不清楚电路的功能是什么。  您能给我们更多的描述一下他们想要做什么吗?

    此致、
    Mike

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    您好、Michael、

    感谢你的等待。

    我共用的电路是一个阻抗匹配电路、用于匹配 ECG 电极和人体。

    谢谢、

    此致、

    Marvin

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    您好、Marvin、

    好的、这似乎是一个用于增加输入阻抗的自举电路?

    在输出端可以看到的噪声完全取决于您连接到该电路输入端的内容。 请参阅以下示例:

    如果输入对信号接地短路、则 R2 = 1G 的热噪声电压会降低100dB、从而导致 OPAMP 输出端出现 SQRT (4kTR)/100000 = 41pV/SQRT (Hz)的噪声电压衰减。

    但是、如果让输入悬空、R2的热噪声电压将被放大40dB、从而产生407µV μ V/SQRT (Hz)的噪声电压反常。 相比之下、100G 电阻器的热噪声电压密度为41µV μ V/SQRT (Hz)。

    当输入看到100k 源电阻时

    R2的热噪声电压会降低到407pV/SQRT (Hz)。

    最后、100k 源电阻(41nV/SQRT (Hz))的热噪声电压密度在 OPAMP 的输出上保持不变:

    e2e.ti.com/.../marvin_5F00_lmp7702.TSC

    Kai

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    您好 Kai 和 Michael、

    如果在输入端添加了另一个电阻(100kohm R4)、则输入阻抗值将发生正确变化。 我是对的吗?

    此致、

    Marvin

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    您好、Marvin、

    我不知道您的意思。

    我区分三个伙伴:信号源、OPAMP 和电路(也包含 OPAMP):

    OPAMP 看到的源是反馈电阻器和 R4的并联电路。

    电路看到的源是 R4。

    源 R4看到的输入电阻是电路的输入电阻(也包含 OPAMP)。

    那么、您是不是说 R4看到的输入电阻(也包含 OPAMP 的电路的输入电阻)取决于 R4本身的值?

    Kai

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    Marvin、

    下面是我对客户电路的解释-他们希望具有非常高的输入阻抗、并将一个电阻器端接至固定电压以设置直流偏置点(即接地)、但不想购买/使用高阻值电阻器(即> 1 GOhm)。  因此、所示的电路允许它们在增大输入阻抗的同时仍使用较低值的电阻器-这与 Kai 在之前关于"自举"的文章中所说的提高输入阻抗的内容一致。

    这是有道理的-当电阻器值过高时、TIA 经常使用类似的方法。 请参阅以下应用中的以下内容。 OPA328的注意事项:

    www.ti.com/.../sboa558.pdf

    初始问题询问如何计算有效输入阻抗; 请给我们几天时间、我们将为您提供正确的公式。

    此致、
    Mike

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    Marvin、

    在这种情况下、我们推导出了有效输入阻抗的公式、如下所示:



    指示符以这种方式指代电阻器:


    在这种情况下、有效输入阻抗为101.01 MΩ(R1通过 x101.01获得)

    谢谢、
    卢卡斯

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    Kai 和 Lucas、您好!

    感谢您的帮助。 您能告诉我输出阻抗是多少?

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    您好、Marvin、

    电压跟随器的输出阻抗(增益= 1V/V)在 ECG 测量的低频下几乎为零。

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    我有以下后续问题:

    1.如果输出阻抗为零,当我将该放大器输出提供给下一个放大器作为信号放大的输入时, 输入端阻抗为零的信号是否会提供 所需的放大器 ECG 输出?

    2、  如下图所示。 R1和 R2的值应该是多少? R1和 R2是负载电阻器。 它会影响电路的增益、如果输出信号小于输出阻抗、它也会影响输出信号。 公共点 P 作为 DRL 电路的输入给出。 如果我使用 放大器、而不是电压跟随器、那么 R1和 R2的值应该是多少?
    (笑声)

    3.您能不能建议我在什么基础上为 DRL 电路选择电阻器和电容器值?

    提前感谢。

    此致、

    Marvin

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    您好、Marvin、

    [在 下图中引用 userid="510099" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1183343/lmp7702-output-impedance/4474577 #4474577"]。

    我看不到图像。

    [引用 userid="510099" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1183343/lmp7702-output-impedance/4474577 #4474577]1. 当我将该放大器输出作为信号放大的输入时、如果输出阻抗为零、 则输入端具有零阻抗信号的信号是否会为 放大器提供所需的 ECG 输出?[/引述]

    很抱歉、我不理解您的三个问题。

    每个理想源的源阻抗为零欧姆、并且能够驱动任何负载、前提是它不是零欧姆负载。 因此、LMP7702的输出能够驱动任何常见的放大器输入。

    请详细说明您的应用。 您计划做什么? 请显示完整的原理图。

    LMP7702是否在您的电路中出现故障? 如果它发生故障、它是如何发生故障的?

    Kai

     

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    Marvin、

    同意 Kai 的观点、没有原理图可供参考、因此我们只有这样做才能有所帮助。

    此致、
    Mike

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    您好 Kai 和 Michael、

    抱歉。 以前粘贴图像时必须出现一些错误。  

    我将再次收到客户提供的更多信息。 谢谢。

    此致、

    Marvin

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    您好、Michael、  

    感谢您的等待、此处是客户提供的一些更新:

    我尝试匹配  身体和电极之间的阻抗。 电压阻抗匹配意味着皮肤上的电阻应与 LMP7702输入端的阻抗匹配、以从心脏获取 ECG 信号、如图1所示。

      心脏 信号的电压将由 LMP7702的输入阻抗 Rin 保持、以便 由电极拾取心脏信号。  该 Rin 还包括电极特性。 我 使用前面讨论的自举电路将输入阻抗 Rin 值保持为3 Ω。 但是 ,我 还是没有从心里得到辛格。 我只会得到一个噪声信号。 我不知道阻抗是否匹配。 我不知道、信号的电压保持在电极的输入侧。 如何找到电压 V0是在输入 V01处保持不变。 如何找到心脏信号 V0的电压和 LMP7702的输入电压 V01。

    您能不能向我建议、我需要根据什么为以 pic2为单位的右驱动桥臂电路选择电阻器和电容器值

    我希望这些信息是足够的。 如果您需要更多信息、请告诉我。

    此致、

    Marvin

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    您好、Marvin、

    阻抗匹配意味着源阻抗等于负载阻抗。 在 ECG 应用中、由于皮肤阻抗波动很大、因此无法实现这一目标。 因此、您不想在 ECG 应用中使用阻抗匹配。 您不希望阻抗匹配、而是希望负载阻抗(ECG 放大器的输入阻抗)比皮肤阻抗高几个数量级、因此波动的皮肤阻抗不起作用。 尤其是共模输入阻抗可能非常关键、应尽可能低。 由于该共模输入滤波通常被省略。

    ECG 放大器不工作的常见原因是 ECG 放大器的输入级未正确偏置并且悬挂在输入(或输出饱和)中。

    请发布完整的原理图、以便能够查看您的电路中发生了什么错误。

    Kai

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    Marvin、

    我通常同意 Kai 的说法。  我没有看到任何需要"匹配"输入阻抗的 ECG 应用。   

    不过、我认为阻抗"升压器"可能很适合输入与电容耦合传感器类似的情况(在 ECG 中、很多时候"干"电极建模为电容器)。  在这种情况下、极高的输入阻抗有助于降低电容器产生的高通截止频率和输入阻抗。   

    您是否知道电极 是否类似于"湿"电极(AgCl)或"干"电极、该电极不会直接在皮肤上添加任何类型的凝胶?

    此致、
    Mike

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    您好 Kai 和 Michael、

    这是客户提供的完整原理图的草图。

    一旦他们响应他们使用的电极类型、我将再次向您更新。

    谢谢你。

    此致、

    Marvin

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    您好、Marvin、

    C1的正确相位超前补偿取决于所用的电极和整个设置(电缆等)。 如果没有有关所用设置的更多详细信息、我将无法提供进一步的帮助。  

    我将从此处所示的电路开始:

    http://www.soa-world.de/echelon/2008/12/simple-ecg-amplifier.html/comment-page-1

    通过该电路、客户可以采取进一步的步骤并添加自举输入或更复杂的相位超前补偿、或通过单个电源电压为电路供电。

    请记住、所示电路由双极电源电压供电。 使用单电源电压运行 ECG 放大器有多种应用、应避免从头开始。

    注意:为安全起见、电路必须由电池供电。 此外、当患者接触此电路时、不允许没有安全隔离的电源电压供电电路连接到此电路。

    Kai

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    您好、Marvin、

    TI 还有许多支持 ECG 的配套资料:

    https://www.ti.com/solution/electrocardiogram-ecg?keyMatch=ECG%20REFERENCE%20DESIGN#tech-docs

    在下面、您可以找到另一位工程师对有关 ECG/EKG 的问题的答复:

    https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1164177/ina333-emg-design-questions-capacitor-in-rg-virtual-ground-noise

    此时、这似乎更多地是系统级设计问题。   如果您有任何进一步的详细信息、请告知我们、我们可以更具体地解决问题。

    此致、
    Mike

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    您好、Michael、

    你好。 您建议使用 阻抗"升压器"来为干电极提供良好的解决方案。 您能否提供阻抗放大器电路来获取 ECG 信号?

    谢谢、

    此致、

    Marvin

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    您好、Marvin、

    抱歉、我觉得有点困惑、客户给我的电路是"阻抗增压器"。  发送的配置很有趣、可以将其视为"阻抗升压"、但我之前没有看到过。  我不熟悉任何其他"阻抗升压"级。   

    对于干电极前端、目标是具有非常高的阻抗直流路径、以便输入放大 器在放大器的输入共模范围内偏置。  这可以通过大电阻器或二极管来实现-如果二极管或电阻器偏置为两个输入信号的共模电压(或、"自举")、则流过它们的直流电流将非常低。

    我将查看是否可以找到相关的应用手册。

    此致、
    Mike

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    您好、Marvin、

    我同意 Michael 的意见。 干电极的源阻抗可能比湿电极的源阻抗高100...1000倍、您需要具有特别高输入阻抗的前端放大器。 考虑到干电极的源阻抗可高达10M Ω、前端放大器的输入阻抗应约为100 x 10M Ω= 1G Ω。

    从这个角度来看、自举输入 OPAMP 与干电极结合使用绝对有意义。

    不过、我建议从一个简单的电路开始、以获得足够的经验、并在稍后切换到自举输入 OPAMP。 ECG 放大非常困难、即使只有湿电极也是如此。

    Kai

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    您好、Marvin、

    遗憾的是、我找不到任何其他支持 ECG 应用中"自举"的配套资料-我们必须将其添加到"待办事项"列表中。

    此致、
    Mike

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    您好、Michael、

    感谢您的检查。

    另一个后续问题。 客户查看 了用于滤波的 UAF42 IC、想知道如果将信号传递 到陷波滤波器、是否可以使用单个 UAF42、 到高通滤波器的陷波输出和到低通滤波器输入的高通输出。 如果是、是否有他们可以参考的示例设计?

    此致、

    Marvin

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    您好、Marvin、

    这可能是可行的、但需要足够的附加组件、因此我不建议将 UAF42与放大器+分立器件进行比较。  请参阅随附的材料以了解"Bainter"架构。

    https://www.ti.com/lit/an/slyt613/slyt613.pdf

    UAF42的优势主要用于多反馈拓扑、而不一定是 Bainter 拓扑。  此外、根据频率、集成电阻器和电容器可能不相关。  因此、我将使用此工具和分立式放大器设计滤波器。

    https://www.ti.com/design-resources/design-tools-simulation/filter-designer.html

    希望这对您有所帮助、
    Mike