主题中讨论的其他器件: TLV3501、 BUF634
您好!
我已使用 OPA1611构建积分器电路。 下面 提供了 TINA-TI 仿真模型。 我的问题是、在这种情况下、反相输入和同相输入为何无法满足"虚拟短路"要求?
请告诉我仿真方法是否有错误。
此致、
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在这种情况下、我不确定您对"虚拟短路"的含义、请参阅随附的仿真。
/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/6/PI-0612200.TSC
最棒的
Raymond
尊敬的 Cato:
我的问题是、为什么在积分运算电路中 v+不等于 v-。
在理想运算放大器中、增益是无限的、其中、根据定义、增益= Vout/Vin。 Vin 也等于 V+- Vin 的差值。 因此、如果增益为无穷大、Vin = V+- V-= Vout/增益或接近零。 在现实世界中、增益并不是无限的。 在 OPA1611中、开环增益为130dB 或10^(130/20)=3.16x10^6、这仍然非常大。
输入差分的输入电压几乎接近于零。 或者 V+= V-,这是虚拟短路。
您的电路的 V+= 2.5V、V-= 2.5V、它们短路、其中 V+= V-。
在原理图中、V2 = 2.5V、即直流。 理想的直流源具有零阻抗或低阻抗。 在交流分析中、它对地短路。 信号发生器中的 VF1也是如此、它是低阻抗器件(类似于直流电源)。 在交流电中、它连接到接地或虚拟接地。
希望我能回答您的问题。
最棒的
Raymond
iŋ[μ A]
尊敬的 Cato:
您的电路是一个积分器、其传递函数为 Vout/Vin =-1/(sR2C4)。 在红色框所包围的区域中、运算放大器处于"虚拟短路"状态(V+= 0。 V-= 4.97mV、因为实际增益不是无穷大)。 由于积分器 Vout =负电源轨或-10V、运算放大器已饱和、C4中的 CDV/dt 接近于零。 在负运算放大器饱和点、电流仍会在一定程度上流经 R2、并且 V-电压开始增加。 正是从这一点开始、V+和 V-不再处于"虚拟短路"状态。 我可以认为运算放大器也不再在线性区域中工作、请参阅下面捕获的图像。
最棒的
Raymond
您好、Raymond、
感谢您的回复。 我已经调整 了电路中的参数并将其应用于实验。 现在、我遇到了一个问题。
下面附上了原理图和实验波形。
我有两个问题。 TLV3501的电源电压为+/-2.5V。 但是、输出电压仅为2V。 TLV3501是否不是轨到轨输出?
积分器(OPA1611)的输出具有直流偏移。 在电路中、积分器的直流 Gian 为20、直流失调电压约为400mV。 可以计算出、输入失调电压为20mV、远高于规格中的标称值。 此值是否合理?
您能不能向我建议我哪里出了问题以及如何解决?
非常感谢。
最棒的
Cato
尊敬的 Cato:
我有两个问题。 TLV3501的电源电压 为+/-2.5V。 但是、输出电压仅为2V。 TLV3501是否 不是轨到轨输出?
TVL3501是比较器。 根据设计、它将向上并与您的电源轨相对应、请参阅仿真。 我不知道这里的目的是什么。 运算放大器专为线性运行而设计。 它包含补偿电容器、其输出级是缓冲器。 运算放大器和比较器的前级可能看起来相似、但比较器没有补偿电容器、其输出级为电压比较器。 比较器被设计成相对于电源轨在饱和区域运行。 由于比较器没有补偿电容器、因此由于开环增益(典型值约为120dB)、从一种状态或逻辑到另一种状态或逻辑的变化是立即的(非常快)。
积分器( OPA1611)的输出具有直流偏移。 在电路中、积分器的直流 Gian 为20、直流失调电压约为400mV。 可以计算出、输入失调电压为20mV、远高于规格中的标称值。 此值是否合理?
第二个电路有几个问题。
第一个输出级运行在+/-2.5V (方波)上、这超出了 OPA1611的 VCM。
2、OPA1611电路的增益为200、输出将饱和、不会在线性区域工作。
3. C90=22nF 将 OPA1611的带宽限制为大约3.8kHz。 OPA1611的输出可能会衰减。
OPA1611的 Vos (典型值)=+/-100uV、当增益= 200时、运算放大器的失调电压应约为20mV (这大概是正确的)。
5、如果 OPA1611用作积分器电路、则可能需要移除电阻器。
无论如何、我将电路放在 Tina 中、您可以根据自己的要求更改它并进行仿真。
如果您有任何其他问题、请告知我们。
最棒的
Raymond
您好、 Raymond、
感谢您的详细描述。 很抱歉给您带来其他问题。
实际上、我打算使用 TLV3501来构建过零比较器、并使用 OPA1611来构建积分器。
输入电压 vg 是一个+/- 1V 100kHz 正弦波。 所需的工作波形为:TLV3501输出 A +/-2.5V 100kHz 方波、与 VG 同相。 然后、应用积分器将方波 Vo1转换为三角波 Vout2。 但是、实验波形和仿真波形与预期波形有很大差异。
请参阅下面的仿真结果。 一旦我将比较器与积分器相结合、vo1将被限制为+/-1.81V、而 VO2将具有较大的直流失调电压。 但是、当我分离这两个电路(比较器和积分器)时、波形是正常的。 显然、这两个电路的组合会产生一些意外问题。 请帮助我弄清这些意外波形的发生原因。
此致、
Cato
尊敬的 Cato:
我的仿真在您的初始原理图中仍然具有+/- 2.5V 电源轨、并且我没有保存中间电源轨、您在 OPA1611中从+/- 2.5V 更改为+/-10V。 在变革之后、我错过了您询问的+/-10V 电压轨。
根据您最新的原理图、输入+/-2.5V 方波未违反 OPA1611的 VCM 输入要求。 您能告诉我您正在尝试做什么吗?
以下是一些问题:
1. f=10kHz、方波中为+/-2.5V、作为 TLV3501的输出。
根据 OPA1611中的参数、电路只能集成+/-0.9V 方波的 Vin。
OPA1611是 一个传递函数为 Vout/Vin = 1/(s*C4*RL)和 C4 =22nf 或 C4 (dV/dt)= I 的积分器、其中 I =0.9V/10=9mA、dt =50usec。 dV 大约为 I*dt/C=9mA*50usec/22nf 或20V (三角输出)。
此外、我还将+/-2.5V 方波作为积分器的输入。 C4值必须改变。
将两个电路放在一起时、需要一个缓冲器以方波(2.5V/100Ohm)提供+/-25mA 电流。 您可以制作自己的缓冲器或使用我们的 BUF634或 LME49800、但两者似乎都是超凡的。
请告诉我们您正在尝试做什么。 您还可以在两个电路之间放置一个运算放大器、并在 OPA1611的输入端减少+/-2.5V 的方波。
最棒的
Raymond
您好、Raymond、
我的目的是将正弦输入转换为与正弦输入同相的三角输出。 我使用的完整解决方案是将正弦波移动90°、然后在零比较后将其转换为方波、然后在积分后将其转换为三角波。
实验中采用了 OPA1611和 TLV3501。 然后我提出了两个问题:1. TLV3501的输出电压被钳位。 积分器的输出具有直流偏移。
感谢您的帮助、 我找到了第一个问题。 但第二个问题仍然没有解决。
我的实际工作频率为100kHz。 因此、我更改了您提供并 重新仿真的仿真原理图中的激励频率。 在这种情况下、OPA1611的输出具有明显的直流偏移。 让我感到困惑的是、该直流失调电压是如何发生的以及如何避免这种失调电压的。
感谢你能抽出时间。
最棒的
Cato
感谢你能抽出时间
尊敬的 Cato:
您需要调整 R 和 C 以及频率、以获得使用传递函数所需的积分器函数。
封装是将实现100kHz 的电路。 您可能需要调整它将在轨到轨之间集成的 R 和 C 值(我认为这是您想要的)。 如仿真所示、三角形略微达到饱和电压。 仿真非常接近您的需求、您应该能够对电路进行微调、因为陶瓷电容器通常具有+/-5%容差。 如果您需要更多的预处理电容器、则可能需要使用云母、PTFE 或聚丙烯电容器。
/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/6/OPA1611-06232020.TSC
如果您有其他问题、请告知我们。
最棒的
Raymond
尊敬的 Cato:
问题:
OPA1611的输出 具有明显的直流失调电压。 让我感到困惑的是、该直流失调电压是如何发生的以及如何避免这种失调电压的。
您能否解释一下直流偏移是以什么为基准的? 我认为您不是在谈论 OPA1611中的 Vos 值。
当您集成任何函数时、积分器会产生恒定的 C 值。 例如、如果要集成 cos (t)函数、积分器会返回 sin (t)+ C、其中 C 是 t = 0时积分器的直流常量。 您是否在电路中谈论该"C"值? 如果是这样、您只需将运算放大器的输出与电容器进行交流耦合、您就可以移除并阻断直流分量。
最棒的
Raymond