[参考译文] INA849：我需要低噪声+失真、增益1和 gt；1000、并由 INA849输入

电源/输入/输出电压范围是多少？

您可能需要像 OPA211这样的低噪声放大器。

我尚未测量 INA849的输出电平、但当我将其馈送到 PCM2903 A/D 转换器时、PCM2903的数字化输出电平通过音频软件显示为约-30dB、这意味着它可以放大约1000倍。

电源将由对低噪声和显著增益的需求决定。

对于 INA849、我使用两节电压约为15V 的镍氢电池。

谢谢！

但我不确定您是建议将 JFET 电路放置在 INA849之前还是之后？ ：-)

在 INA849之前插入它意味着有2个 JFET 电路-一个在 V+IN 前面、一个在 V-IN 前面。

在我的当前配置中、我将2个 Monacor 拾取线圈(通常用作吉他麦克风)连接到 V+in 和 V-in、其中一个线圈放置在我的信号源旁边、另一个线圈仅拾取背景噪声、 因此、V+IN 输入与 V-IN 输入之间的差值是所需信号、并可通过共模抑制来抑制噪声。

注意：Monacor 线圈在频率为1KHz 时的阻抗约为1K 欧姆、电阻约为280欧姆、因此电感约为159mH。

Henrik、  

如果您需要高输入阻抗、JFET 通常是理想的器件、因为它们具有低噪声和高输入阻抗。 如果需要高输入阻抗、可以在 INA849前面使用配置为源极跟随器配置(每个输入1个)的 JFE2140 (双路 JFET)。 我只提到了在 INA849之前需要高输入阻抗和增益升压的情况。

如果您不需要高输入阻抗、但在 INA849之后需要进一步提高增益、可以查看 Clemens 提到的 OPA211、也可以查看 OPA145。  

此致、  
克里斯·费瑟斯通

好的。 因此、我可以将 JFET2140放在 INA849的前面、或将 OPA211或 OPA145放在 INA849之后、以在信号进入 PCM2903之前将非常弱的信号放大约1000倍。 "数百万美元"的问题是、哪两种解决方案为 PCM2903提供了最干净的信号？ ：-)

您知道该问题的答案吗？

Henrik、  

您当前为 INA849使用的增益是多少？

此致、  

克里斯·费瑟斯通

在实践中、使用电流可变电阻器(电位器)可以获得大约1500的增益、因为我将其馈送到 PCM2903的两个通道。 否则大约为3000。

Henrik、  

根据提供的信息、我认为以1000或60dB 的增益进入 INA849、然后在使用低噪声放大器后进一步升高就足够了。 我可以通过仿真来演示您何时使用 JFET 前端受益。 我在源极跟随器配置中使用了 JFE2140来替换 INA849的前端并改变源阻抗、这样我们就可以观察 JFET 前端与直接进入 INA849之间的噪声性能。 请注意、这是用于不同的设计、我在这里的增益为20 dB、因此您可以针对60 dB 重复此分析。 但是、INA849噪声在增益较高时会变得更好、因此这是一个保守的分析、表明即使增益为20dB 且源阻抗为1k、也可以直接进入 INA849。 我在下面附上了 Tina 仿真。  

在下面您可以看到、当源阻抗为10k 或更高时、使用 JFET 前端会大有裨益。 当源阻抗为1k 及以下时、它们几乎是相同的。  

e2e.ti.com/.../INA849-with-JFE-Front-End-With-mic-source-impedance.TSC

此致、  

克里斯·费瑟斯通

感谢您的回复！

如果我正确理解您、那么您建议将 JFET 放在 INA849前面以实现我需要的额外增益？

您的图中是否用 VCVS1和 VCVS2表示我的2个 Monacor 拾取线圈？

Henrik、  

JFET 采用源极跟随器配置、增益为1。 在该配置中使用它们的唯一原因是、如果您需要高输入阻抗、以便传感器不会因 Ib 而降低负载。 如果您的应用对 INA849的输入阻抗不敏感(双极输入低阻抗)、则不需要 JFET。 在这种情况下、您可以简单地使用增益为1000的 INA849、如果需要进一步的增益、可以通过使用低噪声放大器添加另一个增益级来实现。 我尚未为您的拾取线圈建模。 您可以在随附的仿真中替换前端、以便使用线圈模型进行仿真。  

此致、  

克里斯·费瑟斯通

根据文档中的第5页、这是 INA849的输入阻抗：

Z IN = 1 GΩ+ 7 pF

为什么我的线圈与之间需要一个源极跟随器电路？

Henrik、  

如果您的高源阻抗无法向器件提供输入偏置电流、则需要选择高输入阻抗前端。 INA849等双极输入具有非常低的电压噪声性能、但比 JFET 输入更高的输入偏置电流。 JFET 可为您提供高输入阻抗、同时仍可实现出色的噪声性能。  

此致、  

克里斯·费瑟斯通

我的拾取线圈的 阻抗= 1kOhm、您自己编写了有关噪声分析的文章：

"源阻抗为1k 及以下时、它们几乎相同。"

因此、我真的不明白我为什么应该费心思实施 JFET 前端？

在我看来、为在 INA849后实现30dB 的放大效果选择合适的(低噪声、低失真)放大器似乎更重要。

OPA211似乎是不错的候选器件、但 TI 的产品范围又大又复杂、所以我真的看不到有没有更好的选择呢？

Henrik、  

仅当您根据设计和传感器需要 JFET 时、才会提供 JFET 相关信息作为选件。 它基于提供的信息而出现、您可以传递该想法、并在 INA849后使用额外的放大器。  

在我们的网页上、我们提供了展示架构和噪声的特色音频器件。 这可能是您分析设计中的参数权衡因素和关键考虑因素的良好起点。 此外、您还可以查看所有音频设备、并筛选到感兴趣的关键参数。 使用滤波器方案更容易缩小器件之间的权衡、例如 IQ、噪声等。 这将有助于缩小对最佳匹配项的搜索范围。  

https://www.ti.com/amplifier-circuit/op-amps/audio/overview.html

此致、  

克里斯·费瑟斯通

谢谢！

1.我会研究一下音频放大器。

2.很抱歉,我很抱歉这么拒绝你关于 JFET 前端到我的 INA849的好建议。 我必须有一个瞬间的理由失误... 忘记线圈的阻抗与频率成正比。 因此在10KHz 时、它可能约为10k Ω、这使得 JFET 前端至关重要。

为什么 JFE150和 JFE2140不在音频运算放大器概述页面上、当它们不在列表中时、您可以从那里的"查看所有产品"按钮获取它们？

Henrik、  

Unknown 说：

为什么 JFE150和 JFE2140在音频运算放大器概述页面上,当它们不在您从"查看所有产品"按钮那里得到的列表中时?

昨天我想知道同样的事情。 我必须由我们的营销团队来执行它。  

此致、  

克里斯·费瑟斯通

我已经选择并排序了具有低噪声和低失真的 OPA211运算放大器、作为 INA849仪表放大器之后的第二级放大器、然后对 PCM2903 ADC 中的信号进行数字化处理、进而通过 USB 将信号发送到我的音频软件。  

1.问题是如何在不增加过多噪声或失真的情况下实现可变增益？

我眼前的计划是实现可变增益、有点像这样：

www.circuitlab.com/.../

在该电路中、假设增益=(R2 + R4)/R1、其中 R4是电位器。

但是、就欧姆值而言、电阻器 R1和 R2的最佳尺寸是多少？

在上面的电路 I link 中、R1 = R2 = 100欧姆。 这有点武断吗？ 较高或较低的值是否会提供较低的噪声和失真？

3.是否有特定的电阻器和电位器技术能够降低噪声和失真？

4.我需要30 dB 左右的放大,根据 Audacity 音频软件. 但当敢置信度显示信号为-30dB 时、这是意味着我需要的增益= 1000 [V/V]、还是对 dB 刻度产生误解？

我期待收到您的来信。 谢谢你。 ：-)

Henrik、  

Unknown 说：

3. 是否有特定的电阻器和电位器技术可以降低噪声和失真？

当您使用电位器进行设计时、使用交流耦合是一个好主意、尤其是在使用 OPA211等双极输入级进行设计时。 在电位器上有直流电位并且流过电位器的偏置电流很高、在调节雨刮器时最终会出现噼啪声。 在这种情况下、交流耦合将使用电容器、您需要确保电路加电时的充电启动时间足够长、以使电路完全偏置。 如果在此充电期间存在音频、则在电容器充电时会发生失真。 因此、如果要尽可能减小启动失真、应考虑初始启动时间。  

Unknown 说：

但是、就欧姆值而言、电阻器 R1和 R2的最佳尺寸是多少？

在上面的电路 I link 中、R1 = R2 = 100欧姆。 这有点武断吗？ 较高或较低的值是否会提供较低的噪声和失真？

[/报价]

电阻值越小、电阻器产生的噪声越低、但根据电阻器值在电路中的配置方式、需要在功耗与电阻器值之间进行权衡。 最佳的电阻值将取决于设计目标噪声容差。 由于该级位于 INA849之后、因此您将具有 INA849的预增益以帮助实现信噪比、在这种情况下、您很可能能够承受更高值的电阻器。  

有关噪声和低失真设计的详细讨论、请参阅此处提供的有关这两者的系列文章：

https://www.ti.com/video/series/precision-labs/ti-precision-labs-op-amps.html

我将在明天进一步讨论其他问题。  

此致、  

克里斯·费瑟斯通