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[参考译文] OPA838:测量值与 TINA TI 仿真的比较

Guru**** 2503015 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA838

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/1349285/opa838-comparison-of-measurement-with-tina-ti-simulation

器件型号:OPA838

尊敬的所有人:

我设计了一个跨阻放大器、如下 所示、有一个超声波转换器可以产生电流且其内部电容为1nF (在传感器模式下也有1.2k)、它连接到电路的反相输入端、中间也有一个直流时钟电容器。  

频率增益响应:

根据仿真结果、为了将电流转换为电压、我应该得到大约47dB 的放大率。 我想快速验证硬件、因此实施了以下电路:

频率增益响应:

这表示应该为13.94dB、以下是实验测量结果、表示增益为5.6 v/v

比较仿真和测量值、它们非常接近:

但是 我的问题是,为什么增益的 互阻抗放大器 (47dB)与第二个放大器(13.94dB)有很大不同? 我刚刚从转换器的输入中移除了 一个电压信号(输出阻抗为50欧姆), 2MHz , 164mVpp ,我添加了一个1nF 电容到反相输入以使电路稳定,并移除了隔直电容。 我正在尝试了解、为什么通过这一简单的更改、增益应该有如此大的不同? 这背后的理论是什么? 如果您能为我解释这种差异、我将不胜感激。  

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    尊敬的 Behnam:

    您能否在原理图中分享跨阻放大器和第二个放大器的配置? 在上面分享的代码段中、我看到您拥有跨阻放大器、但我没有看到第二个放大器。 此外、一种配置具有3k 欧姆的反馈电阻器、另一种配置具有250欧姆的反馈电阻器。 您能否分享您正在测试的配置、以便我为您看到的结果提供最佳答案?

    谢谢。

    尼克

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    您好、Nick、

    非常感谢您的答复。

    我注意到我上传了错误的图片,我厌倦了编辑我的帖子,但这是不可能的,所以我添加他们在这里:

    第一个电路:(跨阻电路)

    e2e.ti.com/.../Transimpedance-test.TSC

    快速测试的第二个电路:

    e2e.ti.com/.../Voltage-test.TSC

    谢谢  

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    尊敬的 Behnam:

    我预计这两种配置会产生不同的增益。 如您所见、TIA 配置将具有由反馈电阻器设置的增益。 第二个电路看起来像反相放大器、因为电压源具有50欧姆的源阻抗。 因此、您有一个250欧姆的反馈电阻器和50欧姆的 Rg。 反相放大器的增益是-Rf/Rg、这就是您看到-5V/V 增益的原因。  

    此外、在输入端包含1nF 电容器会导致不稳定、这就是您在所测量的信号中看到的原因。  

    谢谢。

    尼克

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    尊敬的 Nick:

    非常感谢您的解释:

    如果我移除电容器、电路似乎会不稳定、因为事实上 OPA838不是单位增益稳定的、我们需要至少提供6V/v。 在跨阻配置中、我们具有 噪声增益 作为(1+Cs/CF)、如果有电容器、则它是(1+ 1nF/62pF=17.2)且没有电容器(1+0=1)。 我想问一下、噪声增益是不是有相同的概念、当它是 一个 反向放大器 ? 噪声增益概念是否仅用于跨阻配置? 那么、现在我对噪声增益的概念有点困惑、您能否更深入地解释一下? 什么时候应该考虑噪声增益来实现稳定性? 我应该何时考虑闭环的正态增益来实现稳定性?  

    不使用电容器:

    相位裕度:

    相位裕度为-90

    该电路电流是否用于稳定性分析? 或者我们还需要添加输入电压50Ohm?

    e2e.ti.com/.../7024.Stability.TSC

    那么、我们可以确保电路不稳定吗?

    关于振铃,即使在输入信号中也已经有一个小的振铃,如您所见:

    输出信号:

    谢谢  

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    尊敬的 Behnam:

    您提供的仿真不是对 TIA 配置或反相放大器配置进行稳定性分析的正确方法。 对于 TIA 配置、会有一定的换能器源电容从放大器的 IN-引脚连接到 GND。 对于反相放大器配置、在 IN-和 GND 之间连接了一个 Rg 电阻器。  

    有关放大器以及如何测试稳定性的更多信息、您可以在 TI 高精度实验室运算放大器视频系列中找到更多信息

    谢谢。

    尼克