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[参考译文] OPA991:60kHz 放大器失真过高

Guru**** 1083740 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV172, LMV841, OPA991, TLV9151-Q1, OPA172, LMV641, OPA992, OPA2991, TLV9361, OPA2992
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/1300496/opa991-too-high-distortion-of-the-60khz-amplifier

器件型号:OPA991
主题中讨论的其他器件: TLV9151-Q1OPA172、TLV172 LMV641、LMV841、 OPA992OPA2991TLV9361OPA2992

您好!

我们将设计采用模拟放大器的产品。 信号:交流 sinus 60kHz、增益3.2、电压+-4V、最小负载40欧姆、最大/负载能力1nF、最大 输出电压(无负载)为6Vpp。

应用:同相运算放大器、反馈为10k、下拉为4.5k。

我已将此放大器模拟为 MICROCAP (原始 TI SPICE 模型)、没有发现任何问题。 特定器件是 OPA991IDCKR。

现在我们有了电路板、可以看到在47欧姆电阻负载上的低电压运行和无负载时的高电压(5.9Vpp)的情况下失真过高。

请告知如何解决此问题。 也许可以将这个运算放大器替换为另一个、某些封装/引脚排列?

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    您好!  

    欢迎使用 e2e!  

    在如此小的电阻负载下、有大量的输出电流可供运算放大器驱动。  

    以下是 TINA 仿真的屏幕截图:  

    我假设输入信号是 ±0.93V、因为0.93 x 3.2 = ±3V。  
    请确认电路是否不同-我没有包括容性负载、因为 OPA991可以轻松驱动1nF。  

    在具有如此大电流驱动的情况下、每个摆幅的最大输出电压都是相对于电源的值、如数据表中的图6-14和6-15所示:  

    在 ±50mA 下、最大输出电压为(V+)- 1.5V = 4V - 1.5V = 2.5V  
    仿真显示的略低(2.37)以适应较低的电源电压-数据表曲线是在 ±20V 的全电源条件下获取的。  

    是否需要47欧姆电阻? 如果是、我将帮助查找具有更高输出负载驱动能力的运算放大器。  

    无负载高电压(5.9Vpp)[/报价]

    至于这一点,我有点被骗了,可能会发生什么... 请验证我在上面绘制的电路是否准确。 如果不是、您能否共享您的电路?

    祝你一切顺利。
    卡罗莱纳  

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    您好、Carolina:

    看到我的原理图和输出60kHz 信号。

    现在、我发现有关 OPA991非常类似的问题的有趣讨论:

    https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/999779/opa991-opa991-is-not-meeting-its-slew-rate-specification

     写道:

    您可以看到、这些仿真与我得到的实际硬件响应并不接近。

    因此、我想 OPA991 PCPICE 模型不会反映它的行为。  

    我决定寻找另一个具有相同封装/引脚排列的运算放大器、并替换所有电路板上的 OPA991。

    我发现了以下器件: TLV9151-Q1、 TLV9151DCK、 OPA172IDCKR、TLV172DCKR 。

    请告知哪一个是 适合我们应用的最佳选择。  

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    您好!  

    是的、它看起来与之前的线程非常相似、在这种情况下、我觉得输入(0.9V)不足以触发全压摆 率(具有压摆升压)、请参阅我的同事 Ron Michallick 编写的这篇文章以了解更多详细信息:提升压摆率

    看起来是在低输入小于3V/us 时的自然压摆。  

    由于这还不够、我在参数表中搜索了以下23项结果中符合电源和封装要求的器件: https://www.ti.com/amplifier-circuit/op-amps/products.html#261006=DCK&1261max=8%3B180&

    然后、按照前面提到的应用手册中列出的建议、我比较 GBW 和 SR、找到不带 SR 升压的器件、  

    其中只有以下几项似乎符合标准:  

    由于3V/us 还不够、我推荐 TLV172/OPA172。  

    我可以测试一下、它们是否具有压摆升压功能、但下周必会有。 请告诉我。  

    祝你一切顺利。
    Caro

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    您好、Carolina:

    是的、我也认为 TLV172和 OPA172都适合我们的应用。

    关于 LMV641/LMV841/LPV411、它们的压摆率太低。  

    例如、请参阅 LMV641 TINA 仿真的波形:

    那又怎么样呢? OPA992 ? 它具有极高的压摆率(32V/us)、并在高容性负载(20nF)下运行:

    此致、感谢您的帮助!

    迈克尔

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    嗨、Michael:  

    是的、OPA992可行、我一开始不确定是否要升级、因为这也具有压摆升压、但图6-15显示、在输入阶跃为0.9时、预期压摆率为22V/us。  

    使用 OPA992实施解决方案时需要考虑的另一个问题是、容性负载驱动远低于 OPA2991。  

    不稳定性不会显示在您运行的仿真中、因为稳定性是具有快速转换时间的小信号测量(想象小步长)。  我推荐这个培训系列: https://www.ti.com/video/series/precision-labs/ti-precision-labs-op-amps.html 

    增益为1时不稳定情况更糟、幸运的是、此配置具有增益、因此更易于稳定。  

    这并不意味着您不能使用992、而只是意味着必须在突出显示的部分中实现 RISO:  

    我先将 RISO 设为50 (如数据表中的图6-31和图6-32所示)、相应地进行调整、以获得可接受的过冲/输出稳定时间。

    祝你一切顺利。
    Caro

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    尊敬的 Carolina:

    在我们的应用中、R5 (电流检测电阻)作为容性负载的 RISO 运行。 其值为10欧姆;我可以将其增加一点(例如、最高增加到20欧姆)、但50欧姆的电阻过高。

    我认为最好订购 以下 器件的一些样片: TLV9151IDCKR、 OPA172IDCKR、TLV172IDCKR 、TLV9361IDCKR 、OPA992IDCKR、 以评估每个参数并选择 适合我们应用的最佳方法。  

    谢谢你。

    迈克尔

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    嗨、Michael:  

    听起来很棒的想法、请告诉我们结果。
    您是否知道可帮助您订购样片的区域销售联系人?  

    祝你一切顺利。
    卡罗莱纳

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    [已删除]
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    嗨、Michael:  

    我已经通过私人消息分享了您的联系信息,我将删除您的位置,因为这是一个公共论坛。  

    祝你一切顺利。
    Caro

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    尊敬的 Carolin:

    我们已经对 OPA172、TLV172和 TLV9361进行了样片和测试。 对于有源负载(40-300欧姆)、行为都相似;60kHz 正弦波没有可见说明。 但对于硬容性负载(并联300oHm+40nF;10欧姆的 RISO)、我注意到了不同之处。

    正如我看到的、TLV9361是三者中最好的、而 OPA172是最差的。  

    BTW、OPA172与 TLV172有何区别? 根据我的理解、"opa"前缀与 burr-brown heritance 相关、对吗?

    迈克尔

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    嗨、Michael:  

    听说 TLV9361非常适合该应用。 感谢您的分享  

    TLV 是与 OPA 版本类似的设计、具有更低的成本并降低了性能、下面是一个比较表。  

    您可以在这种情况下看到、失调电压稍高、输入电压噪声更高、输入偏置电流更高。  
    如果包含 TLV9361、您可以看到它介于 OPA172和 TLV172之间:  

    以下是包含在比较中的 OPA2992:  

    祝你一切顺利。
    卡罗莱纳