[参考译文] OPA1611：与 LME49600结合使用并解决容性负载问题。

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Other Parts Discussed in Thread: LME49600, LME49720, OPA1612, BUF634A, OPA1622

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https://e2e.ti.com/support/audio-group/audio/f/audio-forum/904537/opa1611-in-combination-with-lme49600-and-problem-with-capacitive-load

器件型号：OPA1611
主题中讨论的其他器件：LME49600、 LME49720、 OPA1612、 BUF634A、 OPA1622

您好！

我正在从事一个耳机放大器项目、该项目使用 LME49600数据表中推荐的电路。只有这样、我才将 LME49720替换为 OPA1612、希望获得更好的性能、并在反馈环路中为两个电阻器使用1.5k。

由于耳机电缆可能会在电路中增加一些容性负载、因此我在加载电容器时一直在检查性能。但我似乎对稳定性有问题。

该电路在没有容性负载的情况下工作正常。但是、一旦我添加大于200pF 的容性负载、电路就会开始振荡。振荡频率约为18MHz。

我还会运行一些仿真来检查。 (Cload 特征未在 lme49600的 SPICE 中建模、因此我不得不改用 BUF634A 的 SPICE、但我假设行为相似。) 尽管仿真显示 PM 为20度、但趋势有所相似：PM 随着容性负载的增加而减少。

在实际测量中添加更多电容器作为负载时、振荡频率随后降至16M 和14MHz。在出现此类稳定性问题时、这些结果似乎很值得期待。

因此、使用 OPA1612+LME49600的组合似乎没有足够的电容负载相位裕度。据我所知、某些耳机电缆确实具有高达500pF 的寄生电容。

我还尝试使用 LME49720、但问题相同。现在、我想知道 LME49600的评估套件是否也有相同的问题、因为我假设在没有电容负载的情况下测量 THD+N 性能。

建议的电路是否确实存在电容负载的此问题？您对稳定性有什么建议吗？非常感谢。提前感谢！！

4 年多前

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 1828310 points

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尊敬的 Jones：

单位增益带宽附近有一个极点、这就是运算放大器电路振荡的原因。

您对稳定性有什么建议吗？ 您可能需要降低环路增益和/或降低运算放大器的带宽。并将极点移至单位增益带宽右侧两倍或更多倍频程。

我创建了以下电路作为 OPA1612 + LME49600 I 的示例-->

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/6/OPA1611-_2B00_-LME49800-Audio-Stability.TSC

最棒的

Raymond

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 1828310 points

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您好、Raymond、

正如我说过的、LME49600的 SPICE 不会对 CLoad 的影响进行建模。所有曲线在与 CLoad 相关的扫描变量仿真中重叠。 LME49600的 SPICE 模型对于该问题没有用处。因此、我改用 BUF634A 模型。

我想让您在反馈环路上放置一个大约8MHz 的零点来补偿输出极点。它确实展示了仿真中 PM 的一些改进(使用 BUF634A 的 SPICE)。

但在测量中、它仅略有改善。

对于原始电路、当 CLoad 大于200pF 时、它开始振荡。

反馈环路中添加了一个12pF 电容器后、当 CLoad 大于300pF (且振荡幅度较小、因此可以在此处看到一定程度的改进)时、电路现在会振荡。令人惊讶的是、随着 CLoad 进一步增大到大于600pF、振荡停止。原始电路高达1000pF 时未出现这种现象。您对此有什么想法吗？

此外、我采用我在某个地方看到的电路拓扑、在运算放大器和缓冲器之间添加一个电容器、如下所示。

但这确实显著提高了 CLoad (由于我实际上不知道电容器如何降低主导极点频率)的稳定性、最高可达1000pF、但代价是 OPA1612的开环增益。

我尚未检查环路增益减小对 THD 的影响。但我希望 THD 也会降低。当我获得结果时、我可能会分享它。

目前、我认为 LME49600的推荐电路对于耳机应用而言可能不是一个好的解决方案、因为它无法很好地处理电缆的电容。

这是否意味着我还没有尝试过的 OPA1622是耳机应用的唯一可能解决方案？

谢谢。

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 1828310 points

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尊敬的 Jones：

请告诉我您希望为您补偿的电路。我知道我所封装的电路不会在高达500pF 的容性负载下振荡。添加的12pF 补偿电容器仅应用于我的电路。

您必须补偿单位增益附近的极点。正如您所附的示例、它仍然显示了单位增益附近的一个极点、它将会振荡。您必须将极点移至单位增益带宽的右侧。在处理大电容负载时、需要系统地进行补偿。如果您进行试错、可能需要很长时间。

最棒的

Raymond

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 1828310 points

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您好、Raymond、

我将使用与您的示例相同的电路。但当 CL 大于300pF 时、会出现振荡。

LME49600的 SPICE 不显示 CL 的影响、因此将其用于仿真可能没有意义。

e2e.ti.com/.../loop_5F00_simulation_5F00_opa1612_2B00_lme49600.TSC

是否可以改用 BUF634A 进行演示？如何将输出极移至单位增益带宽的右侧？

e2e.ti.com/.../loop_5F00_simulation_5F00_opa1612_2B00_buf634a.TSC

谢谢。

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 1828310 points

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尊敬的 Jones：

我修改了您的补偿、并将零点和极点移至右侧。现在还可以。如果您有其他问题、请告知我们。

最棒的

Raymond

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 1828310 points

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您好、Raymond、

您很高兴能进行演示。

但这个示例对我来说有点奇怪。 L1和 C1用于环路增益仿真、以"断开环路"。它们不存在于实际电路中。在其中添加任何组件并不正确。

请告诉我这方面是否有问题。

因此、电路实际上与下面的类似、这基本上与您之前的示例相同。我已经用 C3=12pF 来尝试它。当 CL 大于300pF 时、它开始振荡。

或者、我可能应该为电容器尝试几个不同的值。毕竟、我在实际电路中使用的是 LME49600。它可能与 BUF634A 有所不同。

谢谢。

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 1828310 points

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尊敬的 Jones：

L1和 C1用于环路增益仿真、以"断开环路"。

1泰拉欣和1泰拉法拉德可能在世界上不存在。但这里是它在仿真期间执行的操作。 L1的第1个目的是保持反馈环路的直流反馈或偏置、但它会阻止所有交流信号(X_L = SL)。环路。 C1中的1Tf 阻止所有直流信号并传递交流信号。对于实际电路、移除信号注入 VG1和 C1以及短路 L1、您的电路应在无振荡的情况下工作。您现在应该能够从麦克风驱动1nF 电容负载。

下面是另一种执行环路增益分析的方法(小信号注入方法)、其中显示了该电路中的相位裕度为72度。在仿真中绕过电容器大小、如果不显著改变 BW、它不应在10p +/-5p 范围内产生显著差异。

最棒的

Raymond

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 1828310 points

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您好、Raymond、

"L1中的第1个是保持反馈环路的直流反馈或偏置、但它会阻止所有交流信号(X_L = SL)。环路。 C1中的1Tf 会阻止所有直流信号并传递交流信号。"

我同意你的意见。但在仿真设置中、C1中的10pF 是否仍然处于交流信号环路中、而不是被 L1阻止？

我现在提出了下面的电路。 C2中的10pF 在某种程度上改善了 PM。因此、C4中的电容可从15pF 降至6.8pF、还可降低环路增益的下降。

该电路在 CLoad 高达1nF 时保持稳定、在1kHz 时测得的 THD+N 为-115dB、电阻为16 Ω@120mW。这个数字现在已经足够了。

BTW、LME49600与 BUF634A 相比有哪些优势？我刚刚注意到 BUF634A 的规格似乎比 LME49600更好、但价格却更低？

谢谢。

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 1828310 points

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尊敬的 Jones：

问题：

但在仿真设置中、C1中的10pF 是否仍然处于交流信号环路中、而不是被 L1阻止？

我不知道您所指的是哪个10pF 的 C1。您是指 C2值为10pF 吗？ 1Tf 中的 C1是阻止直流电在 V1中注入信号。 10pF 的 C2是您的补偿的一部分。

问题：

BTW、 LME49600 与 BUF634A 相比有哪些优势？我刚刚注意到 BUF634A 的规格似乎比 LME49600更好、但价格却更低？

是的、两个缓冲器驱动器性能看起来相似。 BUF634A 是专为低功耗应用而设计的较新产品、具有更宽的温度范围。

最棒的

Raymond

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