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[参考译文] OPA1678:OPA1678单端输入转差分输出、总噪声为32dB

Guru**** 2386610 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA1637, LM27762
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/950498/opa1678-opa1678-single-ended-input-to-differential-output-with-total-32db

器件型号:OPA1678
主题中讨论的其他器件: OPA1637LM27762

大家好、

由于我不熟悉 ECM JFET 电路、而且 TINA 中没有 ECM 麦克风组件、因此我决定使用传统的运算放大器设计来满足我的要求。

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用途:设计一个运算放大器以替代麦克风前置放大器 IC

规格:32dB 增益、ECM 麦克风输入、单端输入至差分输出

概念:将26dB 运算放大器与单位增益反相器组合为32dB 差分输出放大器

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我将原理图附在文件中、并在这里有2个问题:  

•是否可以将 ECM 麦克风单端输入视为 AUX 输入?
•对于差分输出、它应该是180度反向、但实际上似乎是不可能的。 它对音频质量很重要吗? 我们如何测量非理想差分输出放大器的性能?
请看一下这些问题、如果您有任何关于设计概念、折衷或其他考虑的建议、我将不胜感激。
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    您好、Nick、

    我们精密放大器小组的一名应用工程师专门从事音频应用。 他居住在与美国截然不同的另一个时区、可能还没有看到您的 e2e 帖子。 我相信他会帮助你解决你的问题。

    同时、下面是 TI Designs 驻极体麦克风前置放大器电路、它提供了有关在 TINA 中对驻极体麦克风元件进行建模的信息:

    www.ti.com/.../tidu765.pdf

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    尊敬的 Thomas:

    是的、我看过 ECM 麦克风电路和文档的设计、但在这里、我仍然需要知道如何设计具有 OPA 和32dB 差分输出的前置放大器。

    等待您的 AE 是可以的。

    谢谢、

    Nick。

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    您好、Nick、

    我已将此 e2e 帖子告知我们的音频产品应用工程师。 他应该很快回来。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    Nick、您好、Thom、

    感谢您的耐心等待。

    我能向您询问您的项目的详细信息吗?
    -您是否正在为 ECM 麦克风准备幻象电源?
    我们是否可以考虑将 JFET 集成到 ECM 麦克风中?

    如果您的项目专用于特定的麦克风(了解特征、尤其是 SPL)、我相信 TI-Designs;TIDU-765可能是您的智能解决方案、也可能会使用 OPA1637等 FDA 进行修改以获得差分输出。

    但是、如果您必须考虑多功能 ECM 麦克风输入、我建议使用具有高输入阻抗的前端电路。 因为、正如您知道的、ECM 麦克风的输出阻抗通常很高。

    现在、我准备了一个使用26dB + 32dB 前端电路的仿真、如下所示。

    e2e.ti.com/.../INA1678_2D00_FDA.TSC

    能否检查所附文件?
    如果看起来正常、我还可以使用 BPF 和一些外部组件(例如输入共模电压发生器等)来修改它、以支持3.3V 电源电压条件。  

    谢谢、此致、
    Iwata Etsunji

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    Iwata San、您好!

    感谢您的回复、我的故障、我们的应用是 ECM、包括 JFET 连接到前置放大器、详细数据表位于随附的幻灯片中。  LPF 的麦克风偏置(LDO)是麦克风电源、在前几张幻灯片中未显示。 此外、其目的是为了降低成本而更换 MAX4063前置放大器、然后再次查看该图、似乎只使用一个 FDA 是更好、更简单的实施方法?

    实际上、我不知道 ECM 麦克风输出阻抗、因为它是 JFET 输出。 数据表显示它是2k Ω、但我认为这意味着高拉2.2电阻器。

    至于您的仿真、我认为它不是32dB、对吧?

    e2e.ti.com/.../OPA1678_5F00_MICAMP_5F00_diffOUT_5F00_1028.pptx

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    您好、Nick、

    非常感谢您分享您的项目详细信息。

    我将与大家分享 TI 参考设计中采用 FDA 进行的 ECM 麦克风前端修改的概念。

    e2e.ti.com/.../OPA1637_5F00_ECM_2D00_AFE01.TSC

    正如您在随附的仿真中看到的、3.3V 电源需要较大的交流耦合电容器。
    是否可以使用比原始原理图更大的电容值?

    此致、
    Iwata Etsunji

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    Iwata、您好!

    感谢您的设计。 22uF 交流耦合电容器对我来说太大了。

    学习完电路后、增益设置的"R1"是 ECM 麦克风内的330欧姆、对吧? 如果是、必须使用不同的 ECM 更改设计... 如何在输入前端使用实际的 R1? 我尝试在仿真中添加 r1=10k、rf=200k、但增益不是20dB、这让我感到困惑...

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    您好、Nick、

    我的建议电路的标称交流增益等于20log (R3/R1)+6dB=20log (10K/330)+ 6dB = 35.6dB。
    如果您可以更改电阻器值 R1=10k、R3=200k、则交流增益等于32dB。

    而低频侧的截止频率由 R2和 C2定义。
    为了正确偏置 ECM 麦克风、很难选择比2.2k Ω 更高的电阻器值、因此不幸的是、应针对较低的截止频率增加交流耦合电容器 C2。

    这与我准备的另一个电路中的情况相同、如下所示。

    e2e.ti.com/.../OPA1678_5F00_ECM_2D00_AFE01.TSC

    对于 ECM 麦克风、是否很难使用高于5V (例如、LM27762等升压转换器)或9V (与 TI 设计相同)的偏置电压?

    此致、
    Iwata Etsunji

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    Iwata、您好!

    是的、我担心 R1=330欧姆、因为电路主要针对特定的 ECM 麦克风、因此这不是一种常见的设计。 这意味着、当我们更改另一个 ECM 时、必须相应地更改电路。

    而且、很难使用更高的电源电压、因为我们的系统5V 来自开关稳压器、因此它必须使用 LDO 来清除开关噪声。 考虑到 LDO 的工作压降输出面积、Vin=5V、LDO 输出3.3V 是一个合理的选择。

    回到我的目的、替换 MAX4063前置放大器。 我想知道为什么它只需要设置适当的 Rgain、而不考虑我们今天讨论的限制。  

    此致、

    Nick。

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    您好、Nick、

    感谢您的澄清。

    明白。
    因此、考虑到多个 ECM 麦克风支持、我修改了先前的设计。
    请查找以下设计。

    e2e.ti.com/.../INA1678_2D00_FDA02.TSC

    e2e.ti.com/.../INA1678_2D00_FDA03.TSC

    请使用输入共模电压(Vicm)优化预期的输出共模电压。

    此致、
    Iwata Etsunji

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    Iwata San、您好!

    谢谢、该仿真对我来说看起来很好。 我将进行返工以进行评估。 再次感谢!!