主题中讨论的其他器件: ADS7046、 OPA856
团队、您好!
我们希望使用运算放大器 OPA855设计跨阻放大器(TIA)。
我们正在使用的 ADC 是 ADS7046。
我们使用的光电二极管是 J 系列 SiPM 传感器。
原理图中对 Riso 的需求是什么?
您能否为同一电路提供仿真文件?
RF 是47E、而 CF 被设定为10nF 以获得一个大约470mV 的输出。
光电二极管将在导电模式下连接、其阴极连接到+ve 电压
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团队、您好!
我们希望使用运算放大器 OPA855设计跨阻放大器(TIA)。
我们正在使用的 ADC 是 ADS7046。
我们使用的光电二极管是 J 系列 SiPM 传感器。
原理图中对 Riso 的需求是什么?
您能否为同一电路提供仿真文件?
RF 是47E、而 CF 被设定为10nF 以获得一个大约470mV 的输出。
光电二极管将在导电模式下连接、其阴极连接到+ve 电压
Vijay、您好!
为了向您提供满足您设计要求的仿真、我有几个问题:
需要注意的另一点是、反馈电容器由器件的 GBWP、所需的闭环带宽、反馈电阻和电路的输入电容决定。 我们 此处提供有关 TIA 电路的更多信息 、其中包括用于根据上述参数确定电路稳定性所需的必要反馈电容器值的计算器。
要回答您有关 Riso 的问题、请执行以下操作:
隔离电阻器(Riso)添加到放大器的反相输入端、以抑制由引线电感和放大器内部电容引起的潜在谐振。 Riso 应该是介于10和20欧姆之间的值。
谢谢。
尼克
您好、Nick、
感谢您的答复。
我们要使用的光电二极管是一个3mm 的光电二极管。
您的应用程序需要什么带宽?
您能否解释一下这是什么意思?
Vijay、您好!
感谢您分享您正在使用的光电二极管、以便我可以构建仿真文件。 您能否分享预期的输入电流和输出电压是多少?
我的假设是您将向放大器发送某种脉冲信号。 为了在输出端匹配该信号、放大器需要具有足够的带宽。 输入信号的频率和脉冲的上升时间由放大器的带宽决定。 例如、如果尝试实现脉冲信号的特定上升时间、公式为上升时间(tr)=0.35/带宽。 基于此、您能否共享应用所需的带宽?
谢谢。
尼克
Vijay、您好!
感谢您提供这些额外的详细信息。 基于这些细节、我认为 OPA855并不是您设计的最佳选择、因为它是一款解补偿放大器。 这意味着必须在7V/V 或更高的增益下配置它、才能实现稳定运行。 通过使用这种小的反馈电阻器、您未将增益配置为7V/V、因此输出将变得不稳定。
OPA856是与 OPA855类似的器件、只不过 OPA856是单位增益稳定的器件、这意味着可以在较低的增益下稳定工作。
我很好奇您为什么要为您的设计选择47欧姆的反馈电阻器。 我创建了一个仿真、其中显示使用47欧姆的反馈电阻器无法实现 OPA856的全输出摆幅。 我在下面提供的仿真使用了200欧姆的反馈电阻器。
e2e.ti.com/.../OPA856_5F00_E2E.TSC
我根据您提供的数据表中的光电二极管电容选择了输入电容。 该仿真显示了10mA 的输入电流。 使用 TIA 计算器计算反馈电容、该计算器来自我第一次答复中的链接。
如果您对该仿真文件有任何问题、请告诉我。
谢谢。
尼克
Vijay、您好!
我说的200欧姆反馈电阻器不够大、无法实现7V/V 的增益、这是不正确的。 TIA 的增益(跨阻增益 dBΩ)等于20*log (Rf)。 这就是说、反馈电阻器等效于 TIA 应用中的 V/V 增益。 因此、您选择的电阻值足够大、不会导致不稳定。
我进一步深入探究了仿真。 使用 OPA855时、仿真中存在误差的原因是、大反馈电容器导致波特图中的增益峰值较大。 以下是使用500pF 电容器时的频率响应图:
以下是使用50pF 电容器时的频率响应图:
我还查看了我提供的 OPA856仿真、该器件的频率响应中也有一个小的峰值。 减小反馈电容将降低该峰值并增加带宽。
谢谢。
尼克
您好、Nick、
感谢您的答复。
光电二极管的电容为1040pF、我们使用电容为40pF 的 TVS 二极管连接到 GND。
Riso 的值设置为 10E。
TIA 输出端的47E 电阻器和320pF 电容器构成 ADC ADS7046的反冲滤波器。
为什么我们的相位裕度存在问题?
它是否会导致系统出现任何问题?
有时、仿真会显示以下误差。 有时在运行仿真后立即执行、有时在运行2或3秒后执行
这可能是什么原因呢?
Vijay、您好!
我已按照您在最新回复中所示的方式设置仿真。 如果我尝试运行瞬态分析超过几毫秒、就会得到您看到的误差。 这似乎表明电路设计存在一定的不稳定性。
当我生成此电路的频率响应时、我看到一些 dB 峰值、这表明稳定性可能是个问题。 因此、我将反馈电容器调节至50pF、以降低增益 dB 峰值。 执行此操作后、在运行仿真5秒或更长时间时没有出现收敛错误。
我还运行了稳定性分析、相位裕度大约为70度。 我怀疑反冲滤波器引起的容性负载可能导致了不稳定。
谢谢。
尼克
Vijay、您好!
根据我在上一次回复中的说明、如果使用30pF 反馈电容器、则存在不稳定的风险。 将反馈电容器增大、例如50pF、 将提供更大的相位裕度。
此外、有可能在 TINA TI 中使用 ADC 进行仿真。 如果您转到 ADS7046的产品页面、则可以在"设计和开发"选项卡下下载包含.tsm 文件的 zip 文件。 这是 ADS7046的宏。 为了将宏插入仿真文件、请在 TINA 中选择 Insert -> Macro。 然后、浏览到.tsm 文件的保存位置。 此处对步骤进行了说明。
谢谢。
尼克
您好、Nick、
感谢您的答复。
如果反馈电阻器更改为50pF、则运行一段时间后我们会得到相同的误差(收敛问题)。
您能否确认相同之处?
此外、使用 ADC 进行的仿真无法正常工作。
您能指导我吗?
e2e.ti.com/.../OPA855_5F00_New.TSC
Vijay、您好!
感谢您分享新的原理图文件。
您能否与我们分享一下您说的与 ADC 不能正常工作的仿真的含义? 您是指您看到的收敛错误、还是观察到其他问题?
收敛误差似乎是由来自 ADC 采样电容的更多容性负载导致的。 我将对其进行更深入的探讨。 增大 TIA 的反馈电容器有助于减少任何收敛问题、但也会减小一些带宽。 您应该仍有足够的带宽用于您所描述的应用。
谢谢。
尼克
尊敬的 Yuan:
以下是一些评论:
此外、您可以使用"提出相关问题"或屏幕顶部的"提出新问题"按钮启动新问题。 这将有助于保持两个线程的清洁。 我将非常乐意继续为新话题提供支持。
谢谢。
尼克