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工具与软件:
我将 OPA387用作积分器。 它是控制另一个放大器直流输出的伺服环路的一部分。 电源轨为+5和 GND。 同相端子固定为2.5V。 它正确地进行积分、但不会进行向下积分。 在一个示例中、它正确集成了高达4.15V 的电压。 在负向方向上、它似乎失去了本应集成到0.87V 的空间、但实际上它在1.8V 停止。 甚至不接近。 端子位于2.5V、而-端子位于2.7V...因此它不再线性运行。
我将 OPA387替换为 TLV9061、积分器按设计运行。 芯片略有不同、但我看不出 TLV9061为什么可以工作、OPA387没有工作。 这与反馈环路中的电容大小有什么关系吗? 可能还有别的吗?
请告知、谢谢!
Gene、
上千个字的图片-请随附应用原理图、其中显示所使用的组件值、包括反馈电容和负载。
OPA387积分器似乎正确地仿真了其基本功能。 请修改随附的 Tina-TI 原理图、以显示您的应用的详细信息。
您可以单击以下链接下载免费的 TINA-TI 仿真器副本: https://www.ti.com/tool/TINA-TI
这看起来不错、但在我的工作台上肯定不是这样。 不过、TLV9061的工作原理是这样的。
您是否收到了我的原理图片段? 我通过回复电子邮件发送了它。 「我知道了,我会很快回来的。」
否、我尚未收到您的原理图-您可能无法通过电子邮件重放。 请在此处回复、并使用 Insert->image/file 至随附的 Tina 原理图。
Gene、
有了这些问题、细节决定不了、尤其是关于电路直流偏置。 但是、由于您的几乎所有原理图节点都在外层空间浮动、因此我在这里几乎没什么可做的、我只能说使用我们的来检查 INA826的线性度 Vcm 与 Vout 计算器 -见下文。
您可以通过单击以下链接下载免费版的 TI 模拟工程师计算器: https://www.ti.com/tool/ANALOG-ENGINEER-CALC
我不想向你展示它周围的东西……其中一些是试验性的,没有填充。 我可以为您绘制一个简化原理图。 在某种程度上,我不能在这个公开论坛上向您展示专有的东西(它不是地球破碎,只是公司的私人)。 这也是我删掉那些真正不相关的东西的部分原因。
请记住、它通过 TLV9061实现了很好的运行。 TLV9061的噪声较高、但至少它正确集成。
此外、只要 INA826的输入端的直流偏移很小或没有直流偏移、直流伺服就可与 OPA387完美搭配。
是的、我现在处于 INA826输入端的最佳位置。 但我想这一切都与重点无关。 返回到原来的问题.... OPA387无法从2.5V 降低到足够低的集成电压。 我没有看到电路的其余部分有何重要。 在静态情况下、同相终端上有一个直流电压、反相终端上有一个很接近直流的信号。 OPA387需要集成至大约0.8V 以保持闭环、但仅需降至大约1.8V。 即使2个输入端子不相等并且输出没有达到更低的值、积分器也停止积分(根据数据表、它应该能够接近电源轨)。 就像一个被宠坏的孩子,"不,我不会做 it...nope'....haha。 这个芯片可能已损坏? 我不想尝试另一个,但我没有理由相信任何事情发生了。
由于您声称 OPA387的集成电压低于1.8V、因此最可能的原因是偏置电路。 但是、由于您展示了大多数节点都是悬空的、因此我不确定 人们会如何期望任何人给出明确的答案-在此只能进行推测。
话虽如此、TLV9061和 OPA387之间的主要区别在于、OPA387是零温漂放大器(斩波器)、其源 电阻应限制为10k、以防止上述电阻器上的输入偏置电流尖峰(由闭合/打开前端开关引起)转换为较大的失调电压 (见下表)。 根据此测量、您的330k 电阻比 OPA387建议的最大值高33倍、因此、您应该改用 OPA392等线性运算放大器。
用于显示我如何使用该器件的简化电路。
Marek
我以为你是在勾引我的男人呢。" 但仔细检查后、我认为您可能错了。 我的输入电阻器为330K。 在图中、偏移电压为~100uV。 它不能说是+还是-、但这并不是很重要、因为相对于我所需的电压而言、它的值真的很小。
积分器式运算放大器都具有相同的功能。 为了将反相和同相放大器输入驱动为同一电压、输出将以这种方式转换。 在我提到的示例中(未显示、但向 U1施加了小失调电压)、U2应已转换到0.8V、使 U1的直流输出为2.5V。 一旦发生这种情况、U2.+和 U2.-都将为2.5V、积分器停止转换...达到稳定状态。 在该应用中、我甚至不会注意到偏移效应。
偏移电压必须约为1伏、是 (1.8 - 0.8)? 图中表示阻抗为几兆欧(在图表中已列出)
基因
Gene、
Marek 在未来几周的商务旅行中、因此在他缺席的情况下、我将继续为这个问题提供支持。
首先、让我来确保我了解您电路的目标。 我想您正在尝试强制使用积分器、以将 Vref 驱动至强制 INA826的 Vout 等于2.5V 的电压。 下面的 I 对此进行了说明、其中 INA826中具有0V 差分输入和100mV 差分输入。 在这两种情况下、INA 的输出都被强制为2.5V、积分器在第二种情况下会将其输出从2.5V 调整为2.6V、以补偿100mV 的差分输入。 我想这就是你要努力实现的目标、但我想确认一下。
假设上述行为是您需要的、那么问题就是为什么它适用于 TLV9061、而不适用于 OPA387。 下面是有关设计的一些评论和问题、应该可以帮助解决这个问题。
长话短说: 我不能完全确定为什么 OPA387的效果不好、但我认为 Marek 正走在正确的轨道上、这与斩波问题有关。
我希望以上意见能帮您解决问题。
此致、艺术
你好、艺术
第一张图片看起来 Vin_diff = 3.0V、而不是0V。 我缺少 什么吗? 还有没有 Rg、我不知道这是不是可以。
您的问题:
假设 OPA392可用作积分器、并且它具有轨到轨 IO、可使用5V 单电源运行、则共模输入对于两个电源轨都可以...这应该是...并且它集成到仅1.8V 而不是0.8V、那么它肯定内部似乎出现了问题、并且可能是我无法测量的失调电压。
我刚刚注意到 OPA392数据表中的图7-1。 芯片输入引脚和"内核"内部运算放大器之间有这对450欧姆电阻。 它是执行积分的"核心"放大器。 文献中说漏电流是30pA、根据您和 Marek 向我展示的内容、我得出的数字至少是导致存在一些偏移的部分原因。
在最后的参数中、这只是一个很难在该应用中使用的器件、我必须找到更合适的放大器。
你们可以 自己试试这个电路。 我为您提供了构建它所需的所有信息、我想。 仿真模型似乎没有正确地对此应用程序进行建模、因此在这种情况下、您不能依赖 TINA 工具。
谢谢!
基因
Gene、
输入电压源称为"V3"。 在第一种情况下 V3设置为0V、在第二种情况下 V3设置为0.1V。 TINA SPICE 具有一个糟糕的特性、即源名称非常接近于它被分配给的值、因此在它确实为"V3 0"时、它看起来像"V 3.0"。
我现在了解您需要 OPA387的原因。 斩波放大器和自动置零放大器是两种类型的放大器、它们使用内部校准来最大限度地减少失调电压。 这些类型的放大器统称为"零漂移"放大器。 通常、人们选择这类放大器以实现低输入失调电压和低温漂。 它们也是唯一没有1/f 噪声区域的放大器类型。 也就是说、噪声在整个频率范围内是平坦的、在低频下不会增加。 遗憾的是、大多数经优化后可在5V 电压下运行的放大器都是 CMOS 放大器、往往具有与 OPA392相当的1/f 噪声。 在1/f 噪声方面、双极放大器的性能优于 CMOS、可在5V 电压下工作、但通常具有共模和输出摆幅限制。 如果您不需要轨到轨 I/O、那么良好的低噪声双极器件可能非常适合您。
最后是关于电路总体噪声的。 我认为您的 INA826的增益为1V/V INA626是双极器件、因此具有低1/f 噪声。 不过、它确实有1/f 噪声( 1Hz 时约为350nV/rtHz)。 假设 INA 增益为1V/V、运算放大器噪声将直接增加到 INA 噪声中。 考虑到这一点、是否务必使运算放大器的1/f 噪声保持在较低水平、因为 INA 将占主导地位? 您可能担心积分器的噪声增益在低频时增加、因此运算放大器更为关键。 我只是想理解并证明这一要求是合理的。
如果平坦1/f 噪声确实是重要的要求、那么我们应该考虑斩波器。 我认为 OPA387在仿真中不存在问题、但模型未涵盖斩波偏置电流瞬态、因此可能没有看到所有问题。
我认为 尝试非斩波放大器(除了 TLV9061)也很值得。 即使 OPA392不满足噪声要求、它也是一个不错的选择。 如果此器件运行良好、这往往表明斩波可能是问题所在。
最后、根据您的时间轴和紧急程度、我可以在实验中看一看。 我可以测试斩波放大器、看看我是否能重现您看到的问题。 这需要一些时间、因此如果这很紧急、我可能不会符合您的计划。 如果您想遵循此方法、请向我发送 E2E 朋友请求、我们可以交换电子邮件以直接进行沟通。
此致、艺术
Gene、
我刚刚给您发送了我的直接联系信息。 我将关闭该请求单、因为我们可以通过电子邮件继续讨论。
艺术