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[参考译文] OPA1611:查找运算放大器和放大器的开环传递函数

Guru**** 1828310 points
Other Parts Discussed in Thread: LME49600, OPA1611, OPA1612
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/audio-group/audio/f/audio-forum/892841/opa1611-finding-open-loop-transferfunctions-of-opamps-and-amplifiers

器件型号:OPA1611
主题中讨论的其他器件:LME49600LME49990OPA1612

您好!

我目前正在研发高性能耳机放大器。 我在网上找到了原理图(我在附件中添加了原理图)。 在原理图中可以看到、LME49990和 LME49600与全局反馈一起使用。
遗憾的是、LME49990已停产(如此出色的运算放大器令人遗憾)一段时间。 建议将 OPA1611或 OPA1612 (在一个封装中为2)替换为该放大器。

由于应用了全局反馈、因此了解极点和零点的位置对于性能和稳定性至关重要。 我知道 LME49990和 LME49600的组合是稳定的、但我不知道它们的极点和零位置。 我也不知道它们在 OPA1611/OPA1612中的位置。 这使得我很难设计放大器。 有时、SPICE 模型中提供了 openloop 传递函数、但我不知道如何从文件中提取该信息。

是否仍然可以找到 OPA1611、OPA1612、LME49600和 LME49990运算放大器的开环传递函数?

提前感谢、此致、

希达德  
e2e.ti.com/.../HDPH-BAL.pdf

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    您好, Hidde,

    LME49600 IC 是耳机缓冲器。 它具有互补对称 AB 类输出驱动器、请参阅下图。

    如果您查看随附的原理图、LME49600输出缓冲器引脚4会通过 R9反馈电阻器反馈到 LME49990运算放大器的 V-。 随附的音频原理图以闭环方式运行。  

    OPA1611是一款音频运算放大器、其数据表规格与 LME49600缓冲器相当(可能稍好一些)。 OPA1612是 OPA1611的双封装。  

    我认为您需要 OPA1611的闭环单位增益运算放大器特性。 请告诉我、您是否在问这个问题。 根据 输出级 U5-A + A2、您可以将两个器件组合在 OPA1611中。

    我将您的反馈电阻器值转移到了 Tina 仿真中。 闭环中的传递函数为 Vout/V+= 1+ R4/R2 = 2、其中 V+= 0.5*Vin。 因此 Vout/Vin = 1、请参见附加的 Tina 仿真。

    在大约19.5MHz 时存在一个 Que。 我通过将10pF 电容器与 R4反馈电阻器并联来补偿 Q、即1kHz。 现在、您的音频放大器的反馈电路应该是稳定的。  

    OPA1611的带宽是在大约22.4MHz 下测得的。 我建议您降低音频应用的带宽。 OPA1611以-20dB/十倍频程的速率下降。 该电路具有65.3度的相补角。 音频驱动器应该是稳定的。  

    /cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/6/OPA1611_2D00_2-Closed-Loop-03302020.TSC

    假设该仿真的 OPA1611输出为电阻负载。 如果您可以为我提供实际的音频负载、我将很乐意为您检查稳定性。  

    最棒的

    Raymond

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    大家好、Raymond!

    谢谢您的回答、但我认为我们是误解。 LME49600的输出反馈到 LME49990的输入、而不是反馈到其自己的输入! 我仍然想使用 LME49600、因为它仍然很常见、并且没有任何不好的体验。

    我们现在有一个具有全局反馈的两级放大器! 我想分析它的稳定性。 为了分析稳定性、我将 Matlab 与运算放大器模型结合使用(我自己设计电路)。 通常情况下、运算放大器的开环传递函数是 A*(Vinninv - Vinv)。 A 是增益、Vinv 是运算放大器反相输入端的电压、而 Vinninv 是同相输入端的电压。

    输入端的电压由我的设计定义、但增益由运算放大器决定! 数据表中提供了它的图。 我附加了1611的增益和相位波特图、作为我的意思的示例。

    遗憾的是、Matlab 和许多其他仿真程序无法理解图片。 我需要某种形式的数学传递函数。 通常、这些传递函数的形式如下:
    G*(an*s^n+..... +a2*s^2+a1*s+a0)/(bn*s^n+..... b2*s^2+b1*s+b0)或形式:
    G*(s+an)*..... *(s+a1)*(s+a0)/(s+bn)*。。 *(s+b1)*(s+b0))

    通过这些信息、我可以自己绘制波特图、并通过添加我自己的极点和零点对其进行建模。

    您还提到、建议降低音频带宽。 这是我需要调整的因素之一、因为降低增益会增加高频下的环路增益(从而增加抗扰性)。

    此致、

    希德·德·维特


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    请看我的另一答复。

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    您好、 Hidde、

    我看到您现在要问什么。 当您有闭环原理图时、我无法弄清为什么您要求开环传递函数。 您正在提出困难的问题、但我将尝试回答这些问题。

    在运算放大器中的开环控制中,由于增益太高,任何输入都将导致输出轨到轨,如您在(V+- V-)中所示。 此外、如果电路在开环条件下运行、即使电路具有多个极点(假设您能够控制开环电路中的增益)、电路也不会振荡。 当闭环系统中出现多个极点时、运算放大器中的振荡来自闭环反馈。  

    封装是一个视频片段、讨论运算放大器中的极点、零点和带宽。  

    https://training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps-bandwidth-1?context=1139747-1139745-14685-1138800-13124

    问题:

    是否仍然可以找到 OPA1611、 OPA1612、 LME49600 和 LME49990运算放大器的开环传递函数?

    答案:

    如果没有实际的 IC 原理图、很难在开环中获得精确的运算放大器传递函数。 但是、您可以通过波特图估算开环传递函数。 您可以从数据表中提取出许多运算放大器的关键参数、例如补偿电容器值、增益和带宽、极点、零点等。 但是、很难找出运算放大器中导致2极、3极等的寄生电容。 提取频率断点后、您可以估算开环传递函数。  

    由于您使用 Matlab、您可能能够调整这些分接、直到 生成的波特图与开环中的实际图相匹配。

    为了在运算放大器中实现闭环稳定性、您希望运算放大器频率响应的单极点滚降为-20dB/十倍频程。 如果闭环响应中有多个极点、则需要用零来补偿额外的极点、以实现-20dB/十倍频程的频率响应。  

    OPA1611数据表的图5显示了开环中的波特图、请参阅下面捕获的图像。  

    最棒的

    Raymond

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    谢谢!

    我是这样想的,但我认为这是相当不准确的。 我知道、如果您没有实际的原理图、那么很难获取实际的极点和零点。 毕竟这是我开始想知道怎么做的全部原因!  

    不过、感谢您提供此解决方案、我现在知道如何继续我的项目。

    此致、

    希达德