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[参考译文] THS4551:滤波器设计和前端电路

Guru**** 673890 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA810, TINA-TI, ADS127L11
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/1243959/ths4551-filter-design-and-front-end-circuit

器件型号:THS4551
主题中讨论的其他器件:OPA810TINA-TIADS127L11

Q1:如果需要将滤波器从500K 增大到5M、如何更改滤波器器件的值?

Q2:是否需要 OPA810电路? 我们能否将其删除? 有没有其他关于带宽5M 的建议 OP?

Q3:只参考示波器前端电路、如果电阻分压器位于同一 PCB 上、是否可以移除 C1和 C2电容器? 我假设由于探头导线电容的原因、只需要示波器探头。

e2e.ti.com/.../front-end-schematic.pdf

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    您好、Liping、

    1. 您可以在以下 TINA-TI 仿真中执行与这些值类似的操作。 可以保留电容器反馈环路内部的5欧姆隔离电阻器、但我会将其更改为0hms 以便启动、如果您遇到不稳定情况、则增大该值。  

      下面是 FDA 在大约5MHz -3dB 截止频率下的瞬态分析。 如果您需要高达5MHz 的通带并提高截止频率、则需要更改滤波器值
         

      下面是采用相同滤波器值时 FDA 的稳定性分析。 使用5欧姆隔离电阻器时大约为42度、这有着稳定性的边缘。 为提高稳定性、我建议增加增益并根据 OPA810调整输入分压器。 或者、保留和调整原始原理图 C4中包含的噪声增益整形输入电容器。  



      但是、我建议检查 FDA 输入端的电压。 在单电源配置下 FDA 的+/-5V 单端输入、您将遇到共模违例。 我建议偏置输入共模电压。  

    2. 是的、由于您需要衰减高压信号、因此高输入阻抗设计需要 FET 输入。 FET 输入放大器具有低偏置电流、可减少电压偏移误差。 此外、您的设计将需要一个 RRIO 放大器、这是 OPA810的规范之一。 但是、我会将电压调整至略低于+5V 和高于-5V、以实现150-200mV 的输出裕量。  

    3. 此设计是否会 用于示波器示波器前端应用?

    谢谢!

    西马

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    对于问题1、参考设计来自 ADS127L11的数据表。 您能详细介绍一下靠近 ADC 的 C1、C2、C3、C4以及更高的22nF 器件吗?

    我们有这么多的滤波器、但为什么我们不能把它组合在一起呢?

    对于问题3、我的设计用于电压测量、例如示波器。 但是、我们不会在我的应用中使用任何探头。

    这意味着 CH1将通过导线直接连接到测量点。 我们可以移除输入电阻分压器上的电容器吗?

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    您好、Liping、

      C1、C2、C3和 C4是使用全差分放大器(FDA)的多反馈拓扑(MFB)的一部分。 MFB 提供二阶滤波器+滤波器响应、在上述情况下、为平坦通带的巴特沃斯响应挑选了值。 输出端的滤波器提供另一个滤波器(总共三阶滤波器)并在 ADC 之前充当电荷桶滤波器。 更高阶滤波器将在截止频率提供步进衰减、这可能导致总体噪声更好。 此外、显示的电荷桶滤波器改进了 SNR 和 THD。  

      参考资料如下:

    1. ADC 接口应用中 MFB 滤波器的设计方法
    2. 《在全差分有源滤波器应用中使用无限增益、MFB 滤波器拓扑》
    3. ADC 电荷桶滤波器  

     是的、这是正确的 、如果您进行的直流输入设计无需切换到交流耦合、则可以移除电容器。  

    谢谢!
    西马