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[参考译文] OPA818:用于实现电压转换的高速电流源(高达50MHz)

Guru**** 1122710 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA818, TINA-TI, OPA858
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/1314234/opa818-high-speed-current-source-upto-50mhz-to-voltage-translation

器件型号:OPA818
主题中讨论的其他器件: TINA-TIOPA858

您好!

我不熟悉跨阻放大器。 我有一个恒定电流源(1mA)、速度高达50MHz。 我是否可以  通过在 IN+处强制使用3V 来将该 OPA818用作电压转换约3V。 (图片中的电路)

提供一些帮助会很好。

谢谢。

B.R,

塔伦

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    尊敬的 Tarun:

    您可以更正的是、通过将 IN+设置为3V、当输入 IN-的电流为0A 时、输出电压将为3V。 然后、当输入电流时、输出电压将与电流和反馈电阻器成比例变化(跨阻放大器[TIA]的标准)。 我在 TINA-TI 中提供了一个显示此行为的仿真、如下所示:

    e2e.ti.com/.../OPA858_5F00_TIA_5F00_E2E.TSC

    关于您上面提供的电路的一些评论:

    • 虽然上面提供的电路是一个合适的 TIA 电路、但如果您要尝试将输出电压集中在3V、OPA818不是一个好选择。 您将在数据表中看到、最高正输入电压是正电源电压(Vs+)- 3.2V、这意味着输入电压不能超过1.8V。 因此、您将无法将 IN+设置为3V (可以在仿真中看到这一点)。 因此、我在示例设计中选择了 OPA858、因为它支持更高的输入电压范围。 这是 OPA818数据表中的一个片段:

    • 您选择的反馈电阻器将导致输出饱和、因为输出将超过负输出摆幅限制。 根据欧姆定律、输出电压的变化与输入电流和反馈电阻器成正比。 因此、如果使用3.3千欧的反馈电阻并输入1mA 电流、输出电压将摆动3.3V (V = IR --> V=[ 1mA ]*[3.3千欧]=3.3V)。 在我的示例中、我使用了1.5千欧、这样输出就不会饱和、但可以 根据您的应用需求对其进行调整
    • 可基于反馈电阻器、总输入电容和所需的闭环带宽来计算反馈电容。 我们将提供一个 TIA 计算器(可在此处找到)、用于计算实现稳定性所需的值。

    一般而言、我们有一些非常好的资源来解答有关 TIA 的常见问题和常见设计注意事项 。 您还可以参考 OPA858数据表的第10.1.1节、因为该节还提供了一些有用的设计信息。

    如果您有任何进一步的问题、敬请告知。

    谢谢。

    尼克

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    感谢 Nick 提供了详细的解释。 我尝试使用 opa818实现相同的电路、 我看到了一个饱和输出。 目前、即使 IN+<1.8或至少1.2V、我也没什么问题。 您能帮助我吗? 谢谢

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    尊敬的 Tarun:

    有一个绝对重要的考虑,我没有抓住,当我看你原来的电路. OPA818需要的最小电源电压为6V、所以您将无法使用电路中显示的5V 单电源。

    另外、由于您要向运算放大器提供电流、因此输出电压将根据 IN+引脚上的电压偏置向负方向摆动。 因此、您可能会看到饱和、因为输出电压摆幅低位与负电源轨相差1.2V、如果您在 IN+引脚上选择接近负电源轨的电压偏置、则不支持大输出摆幅。 如果您使用+/-5V 电源轨、则会有很大的输出余量。  

    e2e.ti.com/.../OPA818_5F00_TIA_5F00_E2E.TSC

    谢谢。

    尼克

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    Nick、提供了详细的概述。 我已经尝试过此硬件、它可以按预期工作。 我们是否有任何可用的运算放大器(不使用负电源(-3V VCC))可以 从电流转换电压、其中  TI 的低电平将低于1V、高电平电压将高于1至3V? 再次感谢。 祝大家周末愉快。

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    尊敬的 Tarun:

    您能为您的应用澄清几个要点吗?

    1. 您所指的输入电流范围是多少?您认为低电平电流和高电平电流分别是什么?
    2. 您是否希望在1V (基于您给出的说明)时采用 IN+偏置?

    谢谢。

    尼克

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    您好、Nick。

    1)我可以控制我的电流源从大约10 uA 到500 uA 的高电流电平,和0uA 的电流低电平。 2) 2)我需要将此 电流馈送到运算放大器 以转换为电压。 对于 低电流电平 、我 要转换为"0V 到1.2V"之间的电压、我读取的是低电平;对于转换为1.2V 到3.3V 之间的电流高电平、我读取的是高电平。 谢谢。

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    尊敬的 Tarun:

    我们没有一个器件解决方案可以处理这种情况。 为处理0-10uA 的低电流电平、所选射频应为120k Ω 以获得1.2V 的电压摆幅。 为了处理10uA 至500uA 的高电流电平、所选射频应约为4.3k Ω 以获得2.1V 的电压摆幅(例如1.2V 到3.3V 的摆幅)。  

    因此、您会看到需要根据您尝试转换的电流电平在增益之间切换。 这需要知道您读取的电流电平是多少。 这是您的应用的功能吗?

    谢谢。

    尼克