This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] TLV3801:同相输入端上的分压器的非线性

Guru**** 2382630 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV3801
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/1450359/tlv3801-non-linearity-of-voltage-divider-on-non-inverting-input

器件型号:TLV3801

工具与软件:

你好。

我们的 TLV3801要求同相输入范围为0 - 4.1V。 我们正在尝试将电压范围分压为0 - 1.5V、以便输入差分保持在1.5V 以下。  

图1. 同相输入的原理图。

我们将图中的 ATT8替换为分压器。  我们选择了49.9 Ω 和86.6 Ω 电阻、因此比率应是~Ω。 在测试该设置时、我们使用了振幅为1V 的800MHz 正弦波。 放大器的输出为1.4V、然后分压至640mV。 这是~的比率。457。 之后我们尝试了更高的振幅、电路将2.4V 分压为1V、比率为~Ω。417 这种非线性是否由比较器引起? 感谢您的帮助。

  • 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 Nirei、

    您能否展示一下比较器原理图? 特别是如何对输入进行直流偏置?

    输入是否有直流路径? 如果是交流耦合、如何设置波形的"中心"?

    如果输入围绕接地摆动、则很可能是被负摆幅上的 ESD 二极管钳位。

    波形在任何方向上都失真了吗?

  • 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。

    Paul、你好!

    这是比较器的原理图。 我们有一个与反相输入串联的1k 电阻、图中未显示。 比较器输出也在原理图中切换、但不在物理板上切换。

    图2. 比较器原理图

    反相输入连接到转盘、范围为0 - 2.7V。  

    我们还尝试了负方波输入。 放大器将其翻转、因此输入电压差分小于1.5。 我们仍然注意到非线性和不正确的分压器分压比。

    我们确实注意到了振铃失真、但仅在低频(~ 1MHz)下出现。 这超出了我们的规范、因为我们需要接近~1GHz 的频率。  

  • 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 Nirei:

    这只是为了澄清、反相端子通过1kΩ 电阻器连接到一个0至2.7V 的低阻抗源。

    输入源是0到4.1V 的信号、该信号通过49.9Ω 和86.6Ω 电阻器进行分压 并连接到同相端子。

    比较器的电源如下所示:VCC = 4V、VEE =-1.25V。

    您能否确认 OUTP 和 OUTN 之间是否有100Ω 端接电阻?

    此外、您能否分享一些有关非线性和不正确的分压器分压比的示波器屏幕截图?

  • 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!

    抱歉、我忘记修复原理图了。 我们将 VCC 修改为3.75V、将 VEE 修改为-1.5V。 其他所有内容都正确。 输出连接到下面的交叉点开关、该开关具有内部100 Ω 终端。  

    图3。 交叉点交换器

    我很快将分享示波器截图。  

  • 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 Nirei:

    我明白了。 我记得您在上一篇文章中提到的该电路。

    请与我们分享示波器镜头、以便 Paul 和我可以分析它们。 还请说明示波器上每个通道与原理图上的节点对应的内容。

    谢谢!

    HO

  • 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 Nirei:

    如果有任何更新、请重新打开此帖子。

  • 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!

    对反应延迟深表歉意。 遗憾的是、我们将无法在下周分享屏幕截图。

    为了在背景下说明问题、我们决定在电路板之外的外部扩展信号、以便在划分输入信号时具有更大的灵活性。 因此、分压器不再是问题、我们保留它是为了进行测试。 然而、我们确实遇到了另一个问题。

    我们目前正在使用三个不同的通道进行测试:

    1.一个通道的配置完全如图所示。

    2、另有分压器代替衰减器(图4 )。

    图4。 分压器电路

    3.第三个通道有一个100欧姆的下拉电阻器而不是衰减器。 我们添加这个是因为我们在输入端观察到直流失调电压。 在反相输入(比较器的基准)上的阈值电压超过同相输入后、一旦我们探测同相输入、比较器输出就会消失。 我们认为、探测输入会引入接地效应、即使使用高阻抗探头也是如此。 我们选择了一个100欧姆的电阻器、因为该电阻器与10,000 pF 电容器一起可产生159kHz 的截止频率、从而能够传递 GHz 范围内的信号。

    图5。 高通滤波器电路  

    在测试过程中、我们遇到一个问题:为了使比较器停止输出、阈值仍然需要比同相输入峰值大1.4倍左右。 例如、在高通和0dB 衰减器通道上都具有1V 输入时、要使输出消失、阈值需要约1.4V。 我们还在900mV 输入下进行了测试、但1.4比例因子仍然存在。

    对于分压通道、将1V 输入分压至400mV、阈值需要约为550mV。 在所有情况下、输出宽度都随着阈值的增加而逐渐减小。 输入和输出波形的一般形状如下所示。

    图6。 比较器输入和输出波形的一般形状

    我们知道高通滤波器通道解决了直流偏移问题、因为在阈值高于输入信号时探测该电路不会导致输出消失。  

    我们的主要问题是:导致该1.45比例因子的原因可能是什么?

    感谢您的帮助!

  • 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 Nirei:

    让我们先确认几件事、然后再看一下下周的示波器截图。 在图6中、阈值和输入是否都 在 比较器的输入端(引脚4和引脚5)处进行测量并以 VEE (引脚3和引脚9)为基准? 此外、您能否使用 DMM 来确保以 GND 为基准的 VCC 和以 GND 为基准的 VEE 是稳定的、并且电压符合我们的预期(4V 和-1.25V)? 此外、请确保您用于测量信号的示波器具有正确的探测设置、即信号没有通过探测设置直观地获得。

    我之所以提出此问题、是因为在阈值为1.1V 且输入峰值为1V 的示例中、比较器的输出不应切换、因为100mV 的差分足以克服任何可能降低开关阈值的内部迟滞或失调电压。 我们应该首先尝试消除可能的功率或测量问题。

    还有一点、即图6中所示的输出。 差分输出、还是相对于 GND 测量其中一个输出(OUTP 或 OUTN)?

  • 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!

    [报价 userid="56767672" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1450359/tlv3801-non-linearity-of-voltage-divider-on-non-inverting-input/5612755 #5612755"]图6。阈值和输入是否均 在 比较器的输入端(引脚4和引脚5)处测量并以 VEE (引脚3和引脚9)为基准?

    在引脚4和引脚5处相对于接地测量输入。  

    [报价用户 id="56767672" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1450359/tlv3801-non-linearity-of-voltage-divider-on-non-inverting-input/5612755 #5612755"]此外、您能否使用 DMM 来确保以 GND 为基准的 VCC 和以 GND 为基准的 VEE 是稳定的、电压正是我们所期望的(4V 和-1.25V)?

    这些电压应该是稳定的。 但它们是3.75和-1.5、我忘记修改原理图了。

    [报价 userid="56767672" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1450359/tlv3801-non-linearity-of-voltage-divider-on-non-inverting-input/5612755 #5612755"]此外、请确保您测量信号的示波器具有正确的探测设置、即信号没有通过探测设置直观获得。

    我们使用的是高阻抗探针。 信号不应受到影响。  

    另外一件事是输出、如图6所示。 差分输出、还是相对于 GND[/QUOT]测量其中一个输出(OUTP 或 OUTN)

    我们以 GND 为基准测量 OUTN。

  • 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 Nirei:

    感谢您的快速响应和详细信息。

    非常感谢您帮助确认测量设置。

    当我讨论探测设置时、我指的是示波器上的探头设置、而不是您使用的物理探头。 我要确保您使用的通道配置了正确的衰减因子、这样我们将在示波器上看到的就是实际存在的信号。

    举个例子、我将使用一个1x 探针来测量1Vpp 正弦波:

    我将衰减设置为0dB、因为1x 探针上没有衰减、因此示波器会按预期反射1Vpp 正弦波。

    我不做任何物理改变、将衰减设置为6dB (2x):

    您可以看到、示波器现在显示的是2Vpp 正弦波、这与实际测量的波形不同。

    我希望您对此进行检查、以确保您所使用的示波器通道上设置的探测设置不存在1.45比例因子。

    另请注意、高阻抗无源探头确实会对 TLV3801的输入产生负载影响。 高阻抗探头具有与其关联的输入电容、这会产生低通效应、这意味着探头具有有限的带宽。

    800MHz 频率相当高、因此请检查探头是否有足够的带宽。

  • 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。

    你好、何兆  

    我们应该具有正确的衰减系数。 这是示波器上的一种通道设置的图片。

    图7. 示波器屏幕图像

    我们的探针还应具有足够的带宽。 这是其规格图。  

    图8。 所用探头的图像

    1.4比例因子是否可能与二极管上的1.4电压差有关? 我觉得这个数字是一样的,可能是巧合,但我想听你的想法。   

    感谢您的帮助。  

  • 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 Nirei:

    我觉得示波器设置正常。

    我确实注意到、1.4V 是双二极管压降、也限制了反相和同相端子上的电压。 但是、从您在此处描述的内容中可以看出:

    将1V 输入分为400mV、阈值需要约为550mV

    即使差分(IN+- IN-)远不在2倍正向电压限值附近、阈值的"偏移"似乎仍然存在。

    仅需确认、在使用比较器的图片中、反相端子由"POT"驱动。 这是一个可设置分压器来设置阈值的低侧电位器吗? 如果是、上电阻器的电阻值是多少?

    我不想在没有看到信号本身的情况下进行太多推测。 如果你能在假期后的下周分享示波器镜头,这样保罗和我就可以看了。

  • 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。

    你好、何兆

    POT 设置了分压器。 上电阻器如图2 (R16)所示、大小为1k。  

    我们应该很快为您提供示波器屏幕截图。  

    关于渠道、我们还考虑了另一个问题:

    通道指定为50欧姆阻抗匹配。 ATT7和 U12 (放大器)的匹配值均为50 Ω。 不过、TLV3801的输入阻抗会远大于50、对吗? 这种不匹配是否能解释我们所面临的一些问题?

    感谢您的帮助。  

  • 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 Nirei:

    我不确定阻抗不匹配是否会导致 TLV3801开关 、即使输入之间存在明显的差分也是如此。

    假设电路板上有50Ω 布线、800MHz 信号将由86.6Ω+49.9Ω 电阻分压器在同相输入端接。 我可以想象从50Ω 到136.5Ω 的阻抗不匹配会导致一些反射。

    另一个问题是、您是否尝试过在直流 IN+= 1V 和 IN-=1.1V 的情况下直接驱动 TLV3801输入? 您是否仍然会得到图纸中所示的错误输出情况、或者只有在输入切换时才会发生这种情况?

    我记得上一篇文章中说过、驱动 TLV3801的方式是使内部二极管正向偏置并导通。 也有可能是该器件已损坏。 您是否有任何其他 TLV3801单元可用于查看器件切换后是否表现出行为差异?

  • 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。

    你好、何兆

    我们很快将使用直流输入进行测试。 我们还在使用另一个通道进行测试、该通道不应具有损坏的器件。  

    为了消除可能的信号反射、我们正在考虑创建一个阻抗匹配电路、特别是一个带有电感器和电容器的 L 网络、以使放大器的阻抗[50欧姆]与比较器的输入阻抗相匹配。 我们计划将图5中的100 Ω 电阻器替换为电感器、以创建高通匹配网络。 为了为 L 网络中的电感器和电容器选择正确的值、我们需要知道比较器的输入阻抗。 在1GHz 时、我们如何计算比较器的输入阻抗?

    谢谢。

  • 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。

    Nirei、

    射频超出了我的专业范围、因此我不建议如何在1GHz 下实现阻抗匹配。 获取 TLV3801等有源器件的输入阻抗似乎很重要。 我想您可能需要使用网络分析器来表征该器件的 s 参数。

  • 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。

    何兆辉

    我们拍摄了一些具有直流输入的示波器截图。 由于电容器会阻断直流电压、因此我们移除了 C32并在其后面直接施加电压。  

    图9。 具有1V 输入的示波器屏幕截图

    此处、我们向比较器施加了1V 直流输入。 忽略 C1 Max、存在~300mv 偏移。 该通道有一个1k 限流串联电阻来代替 ATT8。 C1是输入、C3是输出。 忽略 C2和 C4。 当阈值略高于1V (10 - 20mV)时、输出出现。 当阈值低于1V 时、没有输出。  

    图10。 输入为400mV 时的示波器屏幕截图

    此处、我们注意到了一个类似的问题。 我们向比较器施加了400mV 的输入、当阈值略高于400mV 时只有一个输出。   

    是否有关于阈值低于输入时为什么没有输出的任何想法? 该器件还没有超过1.4的差分电压、因此应该不会损坏。

  • 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 Nirei:

    请接受我朋友的请求、以便我可以通过直接消息进行故障排除。