This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] TLV9064:无电源时的输入阻抗

Guru**** 1093020 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV9062, OPA2323, TLV9064, TLV2262, OPA2310
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/1322351/tlv9064-input-impedance-without-supply

器件型号:TLV9064
主题中讨论的其他器件: TLV2262、TLV9062 OPA2310、OPA2323

您好!

我正在设计一种电路来测量具有极高输出阻抗(>100Meg)的玻璃电极传感器的电压。 大多数运算放大器都具有更高的输入阻抗(>10G)、因此乍一看这不是问题。 考虑到其他一些设计限制、我选择了在初始测试中非常有效的 TLV9064。

但是、当我切断电路的电源时、这种特定运算放大器的输入阻抗会显著降低、这会给玻璃电极传感器、尤其是其电解质带来很大的负载/磨损、从而大大缩短玻璃电极的使用寿命。 当再次为电路供电时、传感器也需要很长时间才能恢复(数十分钟)。 并非所有运算放大器都是这种情况、但任何数据表中都很少提到这种异常规格。 例如、我还有另一个关于 MCP6022的设计、该设计即使在未通电时也能保持其输入阻抗。

我的要求:除了 TLV9064、我还可以选择哪些其他运算放大器、而 TLV9064也采用 VSSOP 封装、不存在此问题? 这可以避免任何 PCB 更改...

以下是对该问题感兴趣的任何人的其他想法:

我尝试通过对电源电压执行直流扫描来在仿真中复制此情况。 结果如下:

仿真原理图(使用 Ze 1k 和100Meg 进行了测试)

TLV9064输入电流(V+)与 VCC 扫描- Ze=1k

我没有 MCP6022的 SPICE 模型、但我发现 TLV2262 (遗憾的是、在 VSSOP 中不可用)似乎不存在这个问题(虽然这也可能是仿真模型、只是在此边缘情况下不准确?)。

数据表中提供了此类旧器件的等效原理图、但较新的 TLV9064 则并非如此。 因此、很难了解输入级架构并确定哪些特定的输入级类型可能适合我的要求。

TLV2262输入电流(V+)与 VCC 扫描- Ze=1k

此致、

  • 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。

    尊敬的 Lorenzo:

    在运算放大器的电源关闭后、玻璃电极传感器是否会保留其电压电荷?

    此致、

    R·克利夫

  • 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。

    您好、Lorenzo、

    您需要一个具有"失效防护"输入的运算放大器。 在 IN 与正电源轨之间没有二极管;此处有两个选项。  

    OPA4310IPWR

    OPA4323IPWR

  • 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。

    尊敬的 M. Clifton、

    是的、这是问题的一部分。 传感器会输出电压、但未通电。 因此、即使运算放大器未通电、该电压也始终存在于输入端。 不过、该电压非常"弱"(阻抗非常高)、基本上不能从传感器汲取任何电流。

    即使重新打开电路时、传感器缓慢地恢复到其初始电压、传感器上增加的"负载"也会造成损坏并缩短其使用寿命。

    此致、

  • 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。

    您好!

    感谢您提出这些建议、我会研究一下。

    当 VCC 下降到低于其电压时、它变得直接偏置时、电流可以流过上面的二极管是有意义的。

    遗憾的是、正如我在原帖中所说的那样、许多制造商并不提供现代组件的等效输入原理图和架构、因此并不总是能够知道这些上部二极管是否存在。

    此致、

  • 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。

    尊敬的 Lorenzo:

    通常、您可以通过查看输入引脚电压范围来判断。 我建议查看 运算放大器 ESD 保护结构 以更好地了解这一点。 实质上、如果输入能够超出电源电压范围0.5V 至0.7V、则可基本保证电源轨上存在二极管。  

    此致、  

    R·克利夫

  • 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。

    感谢您的快速回复!

    使用此类高阻抗电路可能会在调试时使工作变得困难、因为您无法使用常见的1MEG 示波器进行探测。

    我先看一下您建议的文档、因为我不得不承认我很惊讶它们竟然成功地放置了 ESD 二极管并且仍然保持了高输入阻抗。 常规 PN 结将有太多的反向堆叠、因此必须 使用二极管连接的 FET 或类似器件吗?

    不管怎样,你们两个人提供的信息已经足够继续我的调查,再次非常感谢。

  • 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。

    尊敬的 Lorenzo:

    在 CMOS 架构中、ESD 二极管是输入偏置电流的主要来源。 不过、这通常仍是皮安级。 这通常是二极管在正常运行条件下的最大影响、因为它们不会导通。  

    至于他们使用的二极管的确切架构、我不确定。 但该设计已被证明是非常可靠的、因为它们是行业标准。  

    此致、  

    R·克利夫  

  • 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。

    尊敬的 Lorenzo:

    我想补充一点、OPA2323可能是您的应用更好的选择、因为 OPA2310的带宽比 TLV9062低。 VSSOP 封装尚未推出、但很快就会推出。  

    此致、

    R·克利夫  

  • 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。

    我查看了您建议的两个运算放大器、并希望 使用我在初始文章中展示的相同仿真对它们进行测试、但我遇到了  OPAx310的问题。

    数据表中指定的输入偏置电流仅为30pA、但在我的仿真中、我越过了500µA。 请注意、我使用了与之前完全相同的仿真原理图、仅更改运算放大器。

    这肯定是仿真(模型本身或我的仿真)的一个问题。 考虑到 我仍然希望在 数据表附近找到一个结果、您是否觉得这可能来自于哪里?

  • 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。

    尊敬的 Lorenzo:

    我不确定您的仿真中发生了什么、但在我的仿真中我得到了这样的结果:  

    是否可以将值更改为仅1 Vdc、而不是1Vdc?  

    此致、

    R·克利夫

  • 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。

    我尝试在 Cadence 中创建一个新项目、使用库中的示例项目、甚至在 LTspice 上运行相同的仿真、未成功。 或许我所使用的型号有问题。 这个模型是我直接从 TI 下载的模型: https://www.ti.com/lit/zip/sbomc62

    很抱歉给您带来这个问题。 我需要创建一个单独的主题吗?

    e2e.ti.com/.../OPA2310.lib

  • 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。

    嗨、Lorenzo、

    我会回答,而罗伯特是 OOO。 您可以帮我一下忙、使用具有有效电源电压的运算放大器运行直流偏置仿真吗? 您能告诉我电源电流和输入偏置电流是多少?

    上传过程中可能出现错误、器件的引脚排列似乎映射不正确。

    我们将尽快解决此问题。

    此致!
    杰瑞

  • 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。

    这是偏置点仿真。 即使是螺旋桨电源电压、也会发生明显失调、因为尽管存在单位反馈、但输出电压不等于输入电压。

    此致、

    Lorenzo。

  • 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。

    Lorenzo、

    即使 V2为0V、运算放大器 V+电流是否仍为18.47pA?

    是否连接了 V+引脚? 模型不喜欢某些信号、因为所有信号看起来都不正确。

  • 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。

    尊敬的 Lorenzo:

    我们发现模型引脚排列错误。 我们正在努力纠正此问题、但同时以下是引脚排列:

    • 实际 VCC 针对 IN-引脚
    • 实际 VEE 在 OUT 引脚上
    • 实际输出位于 IN+引脚上
    • VCC 上为 Real IN+
    • 实数输入 IS ON VEE

    该错误引脚是 OPA2310模型独有的。 我认为我工作的原因是我使用的是旧版本。 非常抱歉这造成的困惑。  

    此致、

    R·克利夫

  • 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。

    尊敬的 M. Clifton、

    这确实是个问题、现在我的仿真可以按预期运行。

    感谢您的帮助、

    此致、

    Lorenzo。

  • 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。

    尊敬的 Lorenzo:

    很高兴能够解决您看到的问题。

    此致、  

    R·克利夫