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[参考译文] OPA858：使用高带宽 TIA 测量电阻器电流

admin
Guru**** 2382630 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA858, OPA859, OPA818
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/1457394/opa858-use-high-bandwidth-tia-to-measure-a-resistor-current

器件型号：OPA858
Thread 中讨论的其他器件： OPA859、 OPA818

工具与软件：

尊敬的 TI 专家：

 我正在尝试构建电流测量电路(TIA)、以通过1M 欧姆电阻器测量 IV 曲线。  请帮助查看此处的设计并提出一些问题。   以下是一些详细信息。  

电流源来自脉冲电压发生器(1V)+ 1M Ω 电阻器 、而不是光电二极管、电流值约为1uA。  

脉冲宽度50ns、上升/下降时间10ns

需要带宽：20MHz~30MHz

总增益= 200k、在测量1uA 脉冲电流时、我希望输出电压为200mV 且噪声最低。

源电容现在已不存在、大部分来自 PCB 布线、1M 电阻器和电缆、估计50pF ~ 100pF

C1、L2、L3、C4是 PCB 估算寄生电容和电感的值

  1. 还有其他更好的设计可以测量1uA 脉冲电流？
  2. R4 + OPA858 + R1包含 一个增益小于一的反相电路、这无法完全满足 OPA858迷你增益稳定(7V/V)需求、对吗？ 但是、当我进行瞬态仿真时、我没有看到任何不稳定问题。
  3. 如果我使用 OPA859 (最小增益1V/V) 来替代 OPA858、这不会 破坏小增益稳定规则、对吧？
  4. 我不知道如何降低噪声、我只是添加了一个 LC 低通滤波器来尝试降低噪声、这样做是否好？  

e2e.ti.com/.../TIA-or-Inverting-OPA-OPA858-_2B00_-OPA818.TSC

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    TI__Guru**** 2382630 points
    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。

    您好、Ele：

    尝试采用某种 TIA 电路来测量电流可能可行、但您是否已考虑使用某种差分放大器类型的电路来测量1m Ω 电阻器两端的电压并以该方式计算电流？ 您认为在较低频率下、电路的噪声增益将低于此器件所需的7V/V。 但在较高的频率下、反馈电容器和输入电容决定了噪声增益的值、并最终决定了器件的稳定状态。 这就是为什么在大多数 TIA 应用中、我们需要使用反馈电容器在高频下对噪声增益进行整形。 为了使电路正常工作、肯定需要某种类型的分立电容(C4)。 通常、我们估计寄生电容为若干 pF、在该电路中可能不足以满足要求、因此添加分立式电容器来调整噪声增益将是关键。 您还可以实现 OPA859而无需担心噪声增益限制。 正如您提到的、噪声将是一个很大的问题、因为1M Ω 电阻器将是很大的噪声源。 像您所做的那样、建议使用滤波器来截止额外的噪声。 最后一项建议是降低 OPA818器件的反馈电阻、因为相对较高的反馈电阻值会导致稳定性问题。 我们建议 OPA818采用大约300欧姆的 Rf。

    此致、

    Ignacio

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    TI__Guru**** 2382630 points
    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。

    尊敬的 Ignacio：

     感谢您的详细答复。 分立式电容 C4将影响带宽和总输出噪声。  使用上面的同一电路原理图、我得到了下面的带宽和总输出噪声。

    C4 = 30pF、带宽= 23MHz、总输出噪声= 6.83mVrms

    C4= 80pF、带宽= 18MHz、总输出噪声= 13.87mVrms

    根据我的理解、当带宽较低时、噪声应该较低。  但仿真不像这样工作、为什么会发生这种情况？

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    TI__Guru**** 2382630 points
    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。

    您好、Ele：

    通常、降低总噪声的一种方法是减小带宽、这是正确的。 然而、似乎正在发生的情况是、由于使用80pF 时的不稳定性、会出现峰值、从而导致更多的输出噪声。 如果您模拟输出噪声、您将看到这种增加、并且在集成时会增加总噪声。 在我的末端进行仿真时、80pF 会导致电路不稳定、然而30pF 则产生合理的相位裕度。  

    此致、

    Ignacio