https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1356768/opa2210-opa2210
器件型号：OPA2210您好、TI 参考设计支持、
我有一个正弦时变信号、其范围为数十 nV 到数百微伏、我需要将其放大到0-3.3V 的范围、环境噪声很大、信号将隐藏在噪声中。 TI 能否为我提供参考设计建议或同样的设计支持？ 我的计算表明需要100000的增益、这可能是单个运算放大器级无法实现的。 信号的频率为2KHz 至15KHz。 请推荐并期待与 TI 讨论。
Sumeet,
您尝试执行的操作有几个问题：
1.如果信号是数百 uV,比如300uV,你可以使用的最高增益是10,000 (不是 G=100,000) ,因此输出为3V。
2. OPA2210 GBW 是18MHz、在 G=100,000的情况下会产生有效带宽：BW = GBW/gain = 18MHz、100,000 = 180Hz、或在 G=10,000的情况下 BW = 18MHz、10,000 = 1.8kHz。 因此、 对于 15kHz 输入信号、电路太慢(因此、大大衰减了 Vout)、除非您将增益降低到 G=1000、从而导致 BW = 18kHz。
3.在 G=1000时,输出噪声为256uV (见下文)-这意味着输入参考噪声将为256nV。 因此、最小输入信号将需要高于1uV 才能获得适当的信噪比。
使用两个增益均为100的级联运算放大器将产生10,000的总增益和31.8kHz 的带宽(fc = 1/(2 * Pi * RF * CF)-见下文。 这会导致2.6mV 的总输出噪声、转换为260nV 的输入参考噪声。
此电路将允许您放大1uV 至300uV 的输入信号、如下所示。 请注意、OPA2210输出线性范围比负电源轨高200mV、因此、如果您的平面使用单电源、这将进一步限制最小输入电压 、因为您还必须考虑+/-35uV 的最大失调电压。
最后但并非最不重要的是、OPA2210最低电源电压为4.5V (或+/-2.25V)、因此您可能不会 使用3.3V 单电源-这将不起作用。 但是、您可以将+3.3V 电压与-1.2V 电压一起使用-这将满足4.5V 的最小总电源电压要求、并消除了低输入信号超出输出线性范围的问题。
要使用低至3.3V 的单电源、可以使用输出以1/2 Vs (Vref = 1.65V)为基准的 OPA2328。 但是、考虑到总输入参考噪声约为1uVrms (请参阅下文、Vin_noise=Vout_noise_total/gain =~9.5mVrms/10,000 =~950nVrms)、施加100nv 输入信号将被噪声放大、包括使用不同的运算放大器、您可能没什么可做的事情-输入信号太低了。
如下所示的交流耦合信号会生成2kHz 和15kHz 正弦输入在100nV 和150uV 输入信号下的输出波形。
这 可以进一步优化、但在本底噪声高出大约10倍的环境中检测到100nV 信号将非常困难。
Sumeet,
假定 下面显示了带通滤波、使用 OPA892及其宽带噪声低于1nV/rt-Hz、将导致输入参考噪声约为152nVrms (1.52mV/10,000)、因此能够测量数百 nV 的压电信号-见下方。 我在前面提到过、BTW 的增益100,000无法用于输入信号的上限范围(单位为100uV)、因为它需要 几十伏的输出信号、这是3.3V 电源无法实现的。
但是、OPA892最低电源电压指定为10V (或+/-5V)、因此它无法在3.3V 单电源下工作-请参阅下文。
为了方便您的客户、我在此附上了 OPA892原理图。 由于 OPA892属于 HSAMPS 产品线、因此请与他们联系以获取更多帮助。
噪声电压过高、能告诉我问题到底是什么、这似乎不合理
我连接示波器、它显示0V 输出、而它应该显示放大的正弦波？
您好、Sumeet：
Marek 是 OOO。 我可以为您提供帮助。
如果您将运算放大器从 OPA2328更改为 OPA2992、此处是仿真、请参阅随附的文件。
e2e.ti.com/.../Sumeet-OPA992-application-06052024.TSC
如果您有其他问题、敬请告知。
此致！
雷蒙德
