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[参考译文] THS4551:FDA MFB 滤波器的稳定性

Guru**** 2549240 points
Other Parts Discussed in Thread: THS4551

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/1264221/ths4551-stability-of-fda-mfb-filter

器件型号:THS4551

我正在使用截止频率约为1kHz 的5阶贝塞耳滤波器。 滤波器的最后一级是二阶单端至差分 MFB 滤波器(使用 THS4551)、其输出端具有一个差分 RC 滤波器。 它将驱动500+ KSPS SAR ADC (过采样)。

我已经求解了组件值、并且能够成功地仿真所需的交流特性、以匹配贝塞耳滤波器特性。

我遇到的问题是进行稳定性分析。 当我查看环路增益时、我会得到可怕的相位裕度、除非我在 INAMP 输入端子上放置一个50nF (勉强可接受)至100nF (良好裕度)的电容器。 我知道通常需要这个电容器、但我从未见过这么高的电容值。 有人知道这是否合理吗?

我知道在这里发布电路很有帮助、但遗憾的是、我目前无法做到。

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    您好!

    如果不查看电路、就很难准确地确定电容器需要这么大的原因、但我完全理解您无法提供、因此我将尽最大努力利用您提供的信息为您提供答案。

    我认为、电容值如此之高可能与反馈电阻器以及增益电阻器和电容器的缩放有关。 此 MFB 电路设计参考(链接)介绍了选择电阻器值以减小电容器值的步骤。 我还将为您指出 THS4551数据表的第10.1.4节、其中提供了我认为可能符合您正在寻找的标准的示例电路。 此外、 SBOA114应用手册 还提供了一些有关 MFB 滤波器设计的有用信息。

    我希望这有助于回答您的问题! 如果您有任何其他问题、敬请告知。

    谢谢。

    尼克

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    Nick、

    感谢您的回答。 据我所知、放大器输入端的电容器实际上并不是 MFB 滤波器的一部分、只是为了提高稳定性(相位裕度)。 MFB 电路设计参考没有提到稳定性、也没有提到电容器。 我猜测、电容器更常添加到差分电路中。

    我已经多次通读了 THS4551数据表、但最近没有、因此根据您的建议、我再次更加仔细地查看了。 第10.1.7节"添加反馈电容器的影响"提到添加反馈电容器会增加不稳定、因此添加了输入端的电容器。 我认为这也适用于 MFB 电路。 在该50~100中、它们使用一个10nF 的电容器、因此我的 nF 可能不是那么远、因为我的频率大约低100倍。

    您建议使用幅度调节是一个不错的方法、但我已经尽可能增加电阻器(并减少电容器)、而不会让电阻器噪声成为问题。

    如果有人有更多的见解,这将是非常有帮助的。 稳定性补偿电路仍是我需要详细了解的方面、我希望确保没有犯大错误。

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    您好!

    对您的观察结果有几点评论:

    • 没错、放大器两端的电容器(Cdiff)不是 MFB 滤波器的一部分、它会对稳定性产生影响。 Cdiff 用于在 ADC 的基准引脚上创建噪声
    • 从数据表的第10.1.7节可以看出、10nF 电容器不是 Cdiff、而是涉及设置 Vocm。 该示例的 Cdiff 是250pF 电容器(请参阅图10-9)。 我建议还将第10.2节中的电路作为一个良好的参考。
    • 我相信、通过查看 此处提供的 TI 高精度实验室运算放大器系列视频、您可以更深入地了解补偿技术。 特别是全差动放大器部分下的稳定性和补偿视频、
    • 最终、通过 采用如图10-9所示的配置、反馈电容器会生成一个极点。 添加 Cdiff 以创建零点来补偿该极点。 为了限制会导致稳定性降低的峰值、该零点需要靠近极点。 因此、根据极点和零点的位置、取决于您需要使用的值

    我希望这可以回答您的问题。 如果我没有说清楚,请告诉我。

    谢谢。

    尼克

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    很好的一点是、10nF 电容器用于 VOCM 而不是 Cdiff! 感谢您的额外信息。

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    您好!

    没问题! 如果您有任何其他问题、请随时联系。

    谢谢。

    尼克