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[参考译文] TLV9062:如何借助 TLV9062在缓冲模式下更大限度地降低电压尖峰?

Guru**** 1825110 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV9062, OPA2374
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/1418959/tlv9062-how-to-minimize-voltage-spikes-with-tlv9062-in-buffer-mode

器件型号:TLV9062
Thread 中讨论的其他器件: OPA2374

工具与软件:

您好!

我目前正在从事一个项目、我正在使用采用缓冲器配置的 TLV9062运算放大器通过 MCU 读取电压脉冲。 输入脉冲范围为0至2V、持续时间介于50 µs 和300 µs 之间、频率为1Hz。

为了让 MCU 有足够的时间读取输出电压、我已经在运算放大器的输出端添加了一个100nF 的容性负载。 但是、我在输出端遇到显著的电压尖峰、尤其是在接近0V 时、而这些尖峰在接近2V 时不太明显。

为了提高稳定性、我在反馈环路中添加了一个电阻器、从而略微降低了尖峰、但结果仍然不是最佳的。 尖峰在0V 附近过高、在2V 附近较弱。

使用 OPA2374进行测试时、我注意到电压尖峰不太明显。 但是、我知道德州仪器(TI)建议在新设计中使用 TLV9062、并且我更愿意在可能的情况下使用它。

在本例中、您能否建议最佳电路设计来避免这些电压尖峰? 是否有更好的配置来稳定缓冲器(例如、电阻值或其他元件)? 或者、对于可能适合我的应用的其他运算放大器基准、我愿意提供建议。

感谢您的帮助!

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    您好、Vincent、欢迎参加 TI e2e 论坛。

    您需要一个峰值检测器电路来将峰值输入电压保持一段时间、直到 MCU 读取。 MCU 如何知道何时应该读取数据? 当输入脉冲可能接近0V、这就像缺少时钟脉冲时、1Hz 就足够可靠了。

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    Ron、您好!

    感谢您的反馈。

     更确切地说、我有一个每秒脉冲的方波信号、持续时间在50至300 µs 之间、电压电平范围为0.2V 至2V。 电路在其余时间保持在0V。

    我选择使用放大器、因为信号极性可以反转。 因此、我加入了缓冲器和逆变器两种模式。 现在、我重点介绍如何提高缓冲模式的可靠性。

    我定期唤醒 MCU、以便使用 ADC 进行测量。 我持续进行测量、直到信号达到零、并且在测量值超过特定阈值时、我将捕获第一个值、因为信号上升非常快。 通过这种方法、我甚至可以减小运算放大器输出端的充电电容值。

    然而、当我在 LTspice 中使用50 µs 脉冲来仿真运算放大器电路时、如果我没有在反馈环路中放置一个电阻器、那么对于1V 的输入电压、我将得到1.6V 的输出电压。 为了解决这个问题、我添加了一个电阻器、从而解决了1V 输入的问题。 但当输入电压较高时、输出电压变为低于输入电压。 我在物理测试中得到相同的结果。

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    Vincent

    我听到的是、大多数时间输入为0V。 每秒、电压会变为[-2V 至-0.2V]或[0.2V 至+2V]电压、并保持恒定至少50us。 我理解正确吗?  

    为此、我建议使用一个将[-2V 至+2V]转换为[刚好在 ADC 范围内]的放大器和一个可在中断信号上生成唤醒信号的窗口比较器[-0.1V 至+0.1V]。 当窗口比较器在外部报告时、执行 ADC 读取。 我假设您可以在50us 以下唤醒和阅读。

    电源电压、ADC 范围和 ADC 基准电压是多少?

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    是的、您理解正确。
    电路板的电源电压为3V、ADC 为12位(0至3V)、基准电压为3V。
    需要明确的是、脉冲电流来自另一个外部电路。

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    Vincent

    稍微模拟一下、看起来没问题。

    ADC 电压、0V 输入 = 1.496 (3V 的一半)"b"。

    增益为-10K/14.7k"m"

    因此、ADC = VIN * m + b 或 ADC = VIN *-0.8803 + 1.497V

    当"Wake"变为低电平时、WAKE 唤醒和读取 ADC、则 MCU 可以返回睡眠状态。

     

    e2e.ti.com/.../Pulse-scale-and-wakeup.TSC

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    感谢您发送编修。
    我将研究和测试您的解决方案。
    感谢你的帮助

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    Ron、您好!

    使用仿真器进行多次测试后、放大器成功跟踪输入信号。 但是、我需要一个峰值检测电路来捕获并保持最大电压、以便 MCU 可以在电压衰减之前读取电压。 输入电流的上升不是恒定的、它可能分两步上升、我希望在中间电流电平的情况下避免漏报。

    如何修改原理图来实现这一点?
    谢谢

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    Vincent

    我将两个电路放在一起以获取电压的绝对值、然后进行峰值检测。 MCU 应能够复位低漏电保持电容。 检查 High-Z OUT 泄漏电流、以电量监测复位产生的峰值损耗量。

    e2e.ti.com/.../ABS_2B00_PEAK_2B00_EXT-discharge.TSC