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[参考译文] 修改 JFE2140前置放大器以获得更佳的线性度

Guru**** 1646690 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA202, OPA197, JFE2140, JFE150, OPA210
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/1271957/jfe2140-preamplifier-modify-for-better-linearity

器件型号:JFE150
主题中讨论的其他器件:JFE2140、OPA202、 OPA210、OPA197

您好!

我想修改 JFE2140前置放大器设计(使用 JFE2140和 OPA202)、这是一个非常好的设计。  

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    嘿、Adam、  

    感谢您发送编修。 增益从60dB 降至26dB 的优势是可为整个电路带来更大的带宽。 闭环带宽(ACL)在 AOL 和1/β 相交时具有-3dB 点。 中波段频率中、ACL 遵循1/β。 当增益中的1/β 降低时、Aol 和1/β 的交点 出现在更高的频率处、从而扩展了闭环带宽。 下面可以直观地看到该情况。  

    请注意、此电路具有向下扩展至1MHz 的平坦闭环响应。 这实际上是该设计与 JFE150设计之间的一个出色折衷方案、需要使用大电容器来实现如此低的线性响应。  

    我在 EVM 上低至10Hz 的平坦度进行了测量。 由于测量限制、我进入了10Hz。  

    为了限制闭环响应、可以在前馈 AOL 电路中放置一个电容器。 特别是在 OPA202反馈路径上、或者为复合放大器选择的任何放大器上。 如下图所示。 我的示例中选择了500 pF。 这会导致 AOL 曲线更快下降、因此 AOL 和1/β 曲线的交点更快。 请注意、为了将增益更改为26dB、β 网络中的反馈电阻器在下方从10k 更改为189.5欧姆。  

    快速抽查表明电路仍然稳定。 施加一个阶跃、使输出电压提升10mV、然后我观察到没有振铃。  

    我希望这有助于澄清! 我在下面附上了我的 Tina 仿真。 如果您有任何进一步的问题、请告诉我。  

    e2e.ti.com/.../JFE2140-Loop-Parameters.TSCe2e.ti.com/.../JFE2140-Stability-check.TSC

    此致、  

    克里斯·费瑟斯通

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    Chris、您好!

    感谢您的答复。 看起来这将满足我的需求。

    谢谢!

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    嘿、Adam、  

    JFET 的输入电容非常低、比传感器电容低一个数量级。 我认为这不会是问题。 JFET 的输入阻抗非常高、我认为这不会导致您所述的输入器件出现问题。  

    是否要使用48V 幻象电源为 JFET 和输入器件供电?  

    对于幻象电源连接中的单端、可以使用以下示例:

    对于中的差分、可以使用以下前端示例:

    此致、  

    克里斯·费瑟斯通

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    Chris、您好!

    那么、您认为坚持 OPA202是具有更低噪声的最佳选择吗? 当我运行您的 TINA 模型并进行噪声分析时、OPA202似乎没有产生很多噪声

    谢谢!

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    嘿、Adam、  

    是的、由于 OPA202是双极输入、因此具有非常低的噪声。 OPA202和 OPA210均为双极输入。 差异将归结为噪声与功耗之间的关系。 请注意、这些器件的 IQ 不同。 OPA210具有较高的 Iq、但噪声也较低。 这将是主要的权衡考虑因素。 如果功耗不是一个大问题、那么 OPA210肯定会是复合放大器的一个很好的选择。 输入参考噪声由电路的总体增益分频后回到 JFET 前端。 这是该电路的一个很好的优势。 JFET 提供低噪声和高输入阻抗、可用于替代运算放大器双极输入级的前端。 JFET 在运算放大器之前通过 GM 提供自身的增益。 这是一种两全其美的方案、在这种方案中、您不仅可以获得双极放大器的噪声优势、还可以通过 JFET 灵活偏置和增益实现高输入阻抗。  

    此致、  

    克里斯·费瑟斯通  

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    谢谢 Chris、这很有道理。 此外、我注意到您在 TSC 文件中的一个电路上使用了 OPA197 -您是打算把它设置为 OPA202吗? 我认为是这样、但我想确认一下。 感谢您的深入理解。

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    嘿、Adam、  

    没问题! 如果您有任何进一步的问题、请告诉我。 我想当时我正决定将放大器放在 EVM 上、这是我较早版本的 Tina 文件之一。 我最终在这两个位置都在 EVM 上使用了 OPA202。 我想演示一下、您可以通过将双极放大器的前端替换为高输入阻抗 JFET 前端来为具有高源阻抗的传感器使用双极放大器、并从噪声性能中受益。 为了保持一致、我最终在两个位置都趋稳了 OPA202。 在双 JFET 对的两个源处看到的噪声被视为共模信号。  

    此致、  

    克里斯·费瑟斯通