[参考译文] OPA1692：开关音频运算放大器输入/输出电路

您好、Tyler、

您能否告诉我们您电路板上模拟开关的器件型号、或者它的电气参数、尤其是它的寄生电容器？
我希望能够解决这个问题。

而两种状态之间是否存在噪声差异？
一旦本底噪声增加、它将保持1mV (pp 或 rms？) 持续？

最后、如果您可以在随附的 TINA-TI 文件中看到修改电路的任何改进、请告诉我。
e2e.ti.com/.../OPA1692SW01.TSC

此致、
Iwata Etsunji

Iwata、您好！

非常感谢您的快速回复和帮助！ 所使用的模拟开关实际上是4PDT 开关、其中提供的电路中使用了两个极点。 器件型号为 APEM MMS42、查看数据表未定义寄生电容。 数据表中的主要标注如下：

触点额定值：12VDC 时为100mA

触点电阻：20 m Ω

绝缘电阻：最小500VDC 时为100M Ω。

这两种状态之间的噪声是不同的。 无源旁路中的噪声水平在音频分析仪的本底噪声中约为1uV RMS、而在切换电路后通过运算放大器的噪声约为1mV RMS。 此噪声是跨越整个音频频率的宽带噪声、在整个单元上电或断开并重新连接电源引脚之前保持恒定。 此外、电压源是来自传感器的低电平音频信号、灵敏度为1.8mV/Pa.

非常感谢您提供的参考电路。 明天早上、当我可以使用音频分析仪时、我将测试建议的改进。 明天下午、我将跟进测试结果。

此外、我还想提供一些有关电路电压源的附加信息。 在我的参考电路中、我指定了5V 电压源、在您的参考电路中、您指定了5V 电池。 应用中使用的电路由5V 开关电压稳压器驱动、确切地说是 LM5165。 我尝试在 PFM 和 COT 模式下使用此稳压器、并在 ILIM 引脚上使用不同的限流电阻器、但没有变化。 我看到输出电压没有变化、该电压调节为5V。 如果需要、我可以在电路中提供带有 LM5165的更新电路、前提是它是一个假定的问题。

再次感谢你。  

此致、

Tyler Barkley

您好、Tyler、

感谢您提供的信息！

我知道原理图上的模拟开关只是机械 SW、即假设寄生电容只有几 pF。
同时、您是否猜到电压源(音频传感器)和输入 SW (APEM MMS42)之间的寄生电感大小？
如果存在一些寄生电感、我希望修改后的原理图上的输入分流电阻器可能有助于避免此类寄生电感的影响。 (另一方面、我希望 修改后的原理图上的缓冲器能够在开关反向操作可能导致任何小振荡的情况下帮助解决小振荡。)

我想进行仔细检查、您在使用音频分析仪测试此电路时是否使用了加权滤波器？

关于5V 电源、我已在下面的 TINA-TI 仿真中检查了纹波噪声的影响。

e2e.ti.com/.../OPA1692SW03.TSC

e2e.ti.com/.../OPA1692SW04.TSC

e2e.ti.com/.../OPA1692SW05.TSC

您是否可以使用干净的电源或(滤波)缓冲器来检查输入常见偏置电路(如 OPA1692数据表图63中的 OPA171)？
我想 LM5165的纹波噪声可通过 输入公共偏置电路轻松与 OPA1692的输入耦合。

谢谢、此致、
Iwata Etsunji

Iwata、您好！

再次感谢您的快速回复！ 我昨天测试了您的建议、结果没有发生任何变化。 完成此操作后、我构建了我在试验电路板上提供的参考电路、并通过4.5V 电池电源为其供电。 这样做时、我没有遇到这个问题、然后我通过相同的4.5V 电池电源为我的设计供电、这个问题再次不存在。

我同意 LM5165的纹波耦合到 OPA1692的输入中、这是不可取的、但仍然没有意义的是、当使用 OPA1692加电并使用 LM5165时、该问题本身不存在？ 是由于负载变化？ 我已将 LM5165更改为 COT 模式和 PFM、并调整了 SS 和开关频率、但问题仍然是恒定的。 我开始认为 LM5165可能不是此类工程的最佳应用、也不能切换到 LDO。 您对此设置有任何其他建议吗、或者可能还有其他稳压器吗？ 添加 OPA171会使项目的 BOM 成本增加、并且由于设计空间不足、因此不需要额外的器件。

再次感谢您的所有帮助。

此致、

Tyler Barkley

您好、Tyler、

感谢您的确认。

考虑到您的测试结果、我认为 LM5165的纹波噪声应该是导致此问题的根本原因。
虽然我同意、仍然不清楚如何在开关反向操作周围耦合纹波噪声。
我已经尝试检查了任何可能的耦合路径、以确定电路原理图的相当大的寄生电容。

e2e.ti.com/.../OPA1692SW01B.TSC

但是、如果没有 OPA1692的输入公共偏置电路和 V+引脚、我没有发现任何明显的耦合路径可以解决该噪声问题。
我只是想、开关反向操作周围的毛刺脉冲噪声、负载瞬态或浮动节点可能会导致生成并保持额外的噪声耦合路径...

即使这样的建议是对还是错、我建议您考虑您的测试结果、将 OPA1692电源的 LM5165替换为干净的电源。
在搜索 LDO 以寻找干净的电源时、我可以看到一些低噪声 LDO：TPS7A47 (高达36V 的输入和非常好的 PSRR)和 TPS7A4001 (高达100V 的输入和良好的 PSRR)。
很抱歉、我不熟悉电源管理器件、如果您需要有关 LDO 数据表的更多信息、请在 E2E 的电源管理论坛上发布另一个问题。

谢谢、此致、
Iwata Etsunji