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[参考译文] OPA2192:OPA2192:多路复用器友好型输入保护和缺乏去耦导致的输入偏置电流?

Guru**** 2380870 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA2192
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/1368597/opa2192-opa2192-input-bias-current-caused-by-mux-friendly-input-protection-and-lack-of-decoupling

器件型号:OPA2192

工具与软件:

您好!

这是我的主题"OPA2192:输入偏置电流如何在接近电源轨的情况下发生变化?"的后续内容。 我已找到问题的根本原因、并想分享我的调查结果。 原始线程已锁定。 因此,我提出了这个"相关的问题"。

首先、我把电路精简如下:

1.在没有滤波器电容器的情况下、在输入端无源下拉、且在输出 I 上测得的值在 U13.7处为2.6mV、在 U13.5端为3.3mV。 很好!

2.然后我添加了 C44、并且在 U13.7处的测量值为49.9mV、在 U13.5处的测量值为50.4mV。 在(50.4mV/(12k+36k)=1.05uA 时、会有直流电流从运算放大器的正输入端子流出

3.然后我在另一块电路板上实施了同样的改变,在那个电路板上不存在奇怪的偏移电流!

4.然后、我开始将所有其他更改添加到板 nr 2上的不同函数中、失调电压问题最终也在该板上可见。

长话短说:

根本原因在于移除了去耦电容器、以便以成本优化电路板上的不同功能。 当我把那个电容器放回有问题的电路板时、包括放大器和滤波电容器在内的整个电路能够在安装所有组件的情况下将 ADC 降至6.2mV。 请注意、我们始终在靠近封装的地方有一个220nF 电容器用于去耦。 导致该问题的缺失电容器是、在运算放大器的轨迹上的某处放置了一个4.7uF 电容器。

我对问题的理解(推测):

此运算放大器具有"支持多路复用器"的输入保护  、如 SBOT040C 应用简报支持多路复用器的精密运算放大器:

我认为由于我的去耦电容器的缺失而导致的纹波电压增加被控制模块误解为"输入阶跃"。 这是(可能吗?) 导致 模拟开关快速切换、您将在通过正极端子的净直流电流下获得某种"开关电容器"行为。 我确实觉得现在这个问题已经得到控制了,但如果能得到你们的意见,以提高我的理解,那将是件好事。

Br、

Øyvin 艾克兰

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    您好、Oyvin、  

    艺术在出差时不在办公室。 因此,我在此就后续行动作出回应。 如果我误解了这个问题、请告诉我。  

    我对该问题的理解是、器件输入端存在开关电压阶跃。 如果没有去耦电容器、您会看到器件输出端反映了意外的误差电压。 当您使用去耦电容器时、该误差会消失。 是这样吗?

    这是合理的、因为去耦电容器在短时间内大步阶期间充当器件的电荷库。 在瞬态和开关事件期间、电源连接与 OPA 的 VCC / VEE 引脚之间的 PCB 上的任何电感都会限制流入器件的电流。 在这些事件期间、内部会需要电流、去耦电容器将有助于提供该电流。 如果没有去耦电容器、就很难识别内部发生了什么情况。 我们始终建议在尽可能靠近器件电源引脚的位置添加去耦电容器。 如果没有去耦电容器、那么如果器件由于电感而无法获得电流、则可能会发生意外的器件行为。

    我希望我的解释是正确的、输入是有帮助的。 请告诉我我们是否能提供进一步的帮助。  

    此致、  

    克里斯·费瑟斯通

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    您好!

    问题与输入端的开关电压阶跃无关。 我不知道我是否应该让您返回我参考的完整主题。 我将尝试在此处进行回顾:

    1.我们使用 OPA2192馈送 ADC。 运算放大器由+15V 至 GND 供电。 "问题"是运算放大器无法将输出驱动到我认为符合数据表应接近 GND 的水平。

    2.实验后,我发现问题只有在安装运算放大器正极输入端子的电容时才存在。

    3、 我上一篇文章中所展示的简化电路是用来演示这一点的。 我删除了 R56、R15、C43和 C44。 运算放大器作为无负载的单位增益电压跟随器进行连接、正输入端子由连接至 GND 的48k Ω 电阻驱动。 运算放大器由 GND 和+15V 供电。 配置类似这样、我在输出端得到2.6mV。 这符合数据表。 如果我然后只添加 C44=100pF、则  输出端得到49.9mV、正输入端子得到50.4mV。 这很奇怪、这是我试图遇到的问题。 实际上有一个直流电流从正输入端子流出、该电流远高于其应有的值。

    4.如果我随后在距离运算放大器约30mm 的轨道上添加4.7uF 的去耦电容器、输出电压改回到2.6mV。 请注意、运算放大器旁边还有一个220nF 去耦电容器。

    5.我有一个理论、由于我的去耦电容的缺失(4.7uF)导致的纹波电压的增加被运算放大器输入保护中的控制块误解为"输入步长"。 这是(可能吗?) 导致 模拟开关快速切换、您将在通过正极端子的净直流电流下获得某种"开关电容器"行为。

    6、我觉得现在问题是有控制的,但最好有你的意见,以提高我的理解。

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    您的解释是合理的。 但电源不稳定可能会影响到芯片的全部元器件、所以我不确定是否可以进行完整的分析、或者 TI 是否会将其发布在这里。

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    您好!

    您是否有关于电源纹波电压或电源纹波频率的任何信息?  是直流/直流转换器吗?  一致认为、如果电源上的纹波足够高、那么这可能会引入许多不同的问题。  但是、如果这是10-20mV 纹波的问题、我会感到奇怪。

    我是否错过了这个角度-本测试用例中的输入电压是直流信号、还是也有交流电压?

    此致、
    迈克