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[参考译文] THP210:放大器输入共模限制、与采用单极电源的数据表示例

Guru**** 2383350 points
Other Parts Discussed in Thread: THP210, OPA1637, THS4551
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/1470219/thp210-amplifier-input-common-mode-limit-versus-datasheet-example-with-an-unipolar-supply

器件型号:THP210
Thread 中讨论的其他器件: OPA1637THS4551

工具与软件:

首先、我要感谢 TI 发布 这款高电压、低速精密全差分放大器(FDA)。 该器件 非常便于与经典+/- 15V 双极电源(甚至可能低于该电压的某个值)配合使用。 我采用了一些成功的设计、与使用两个或更多分立式运算放大器构建的前代产品相比、性能似乎更好。

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但是、放大器数据表似乎表明 THP210也可在低电压下工作 单极 电源电压低至3V

还有一些示例、如图9-10所示、该示例采用30kHz 低通滤波器(三阶巴特沃斯滤波器)、在单极5V 电源下的增益为5。

该示例未指定 VOCM 节点的电压、但对于任何有效值、不过、对于任何  有效值、该示例似乎在通过增益为5的理想 FDA 获得有效输出电压的情况下、在所有可能的输入电压下超出指定的输入共模限制(VICM > VS-+ 1V)。

放大器的 PSPICE 模型还确认了这种错误行为、这是由 VICM 限制导致的。

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该示例是使用此 FDA 的不好示例吗、还是 VICM 和 PSPICE 模型对放大器的有效工作窗口过于悲观?

在本例中、当 VOCM = 2.5V 时、当输入处于有效 范围的中间时、VICM 仅为0.4V。 这就意味着 VS- 最多需要0.6V 才能确保正常运行。 而且、即使在最高有效 VOCM (显示 VS+不为实际信号留出空间)时、也不会超过0.8V VICM、否则仍需要至少-0.2V 的负电源

这是使用+5V 电源时的情况、大大高于+3V 的最小额定电源电压

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对于直流精度和良好的低频噪声性能非常有利、并且信号带宽需求低于100kHz 的低电压单极应用、您会建议哪个 FDA?

我想从您的低电压 FDA 目录中直接替换一些产品、但它们在低频下的噪声似乎都要多一些。

作为替代、我认为 THP210的唯一有效解决方案将需要以 1/2 Vs 电平附近的虚拟接地为基准的所有信号。 当然、这会大大降低 FDA 的多功能性、并且在假定的3.3V 应用中的运行余量很小。

  • 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 Lari:

    您是对的、THP210目前是我们的高直流精度、最低失调电压和低温漂全差动放大器、可提供极低的1/f 噪声(低频)以及100Hz 左右的低频噪声1/f 转角。

    如您所述、THP210输入共模 VICM 需要低于正(V+)电源和高于负(V-)电源1V 余量、其中 VICM 是器件输入端子的电压。  在单端向差分转换器电路施加双极±Ω 输入信号、同时使用单极电源为 THP210供电时、VICM 限制通常会成为一个限制因素。  在这些情况下、可以将电路修改为使用 ±μ A 双极电源或小型负电源、以克服 VICM 限制。 在其他情况下、根据增益、信号幅度、电源和电路限制、可以将 VOCM 电压"调整至稍高的电压、以克服输入共模限制。 正如您建议的那样、另一种选项是让输入参考范围内的共模。

    关于 THP210数据表中图9-10的电路示例、该电路实际上已使用±Ω 双极电源进行了预期、仿真、测试和验证、由于该电路采用增益、因此唯一可行的选择是使用双极电源。 原始预期的30kHz MFB 滤波器电路出现在 OPA1637数据表上、在图9-8、P24上、可以看到正确的±Ω 双极电源。 OPA1637本质上是 THP210的音频版本、该版本使用具有相同规格的相同核心放大器、但仅略微放宽了失调电压和温漂规格;开放式静态电流消耗规格略高。   因此、THP210数据表9-10数据表图/说明中显示的单极电源不正确。 其他电路示例使用差分输入信号、这种情况下输入共模不是问题、但电路描述可以对输入共模进行更详细的阐述。 我将向系统团队提供此反馈、以纠正 THP210图9-10。

     OPA1637数据表中的图显示了使用双极电源时经过测试的正确电路:

    下面是使用双极±5V 电源的 THP210仿真、    在 VOCM=+2.5V 时、VICM 在大约+40mV 和+800mV 之间波动、具体取决于±0.9V 双极输入和±4.54V 输出信号。 因此、THP210需要负电源大于(V-)<-1V、以满足 VICM 余量规格。

     

    我们目前提供的最接近的 FDA 是 THS4551、它可提供良好的直流精度、并允许更大范围的 VICM;而且它还可以在较低的电源电平下实现最佳工作...  该器件可提供出色的直流精度和超低的宽带噪声、但1/f 噪声高于 THP210。 THS4551输入共模、低电压范围扩展至负电源;或者稍低于负电源、具体取决于温度。

    THS4551输入共模规格:

    另外、如果您有任何问题、或者您需要我们了解其他解决方案、请告诉我。

    谢谢、此致、

    Luis