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[参考译文] OPA1611:为什么在最后一级设置这些示例 DAC 电路?

Guru**** 1807890 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA1611, PCM1792, PCM1794A, OPA1637, THS4561, THS4131, OPA1632, OPA1692
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/937896/opa1611-why-are-these-example-dac-ckts-set-up-with-an-attenuating-last-stage

器件型号:OPA1611
主题中讨论的其他器件: PCM1792PCM1794AOPA1637THS4561THS4131OPA1632OPA1692

我查看了 OPA1611数据表(图35)中的示例 ckt、与其他几个示例一样、这显示了作为衰减设计的单级差分。 当然、这会使产生的摆幅消失、但为什么。我认为这可能会略微改善噪声、 但是、还有其他原因吗-通常情况下、我会要求从第一级输出更小的摆幅、并要求从差分到单级的增益? 此外、我还想假设 DAC 将从输出产生20mA 峰值电流-(10mA 共模、每侧约为+/-10mA)这是否应该是不同的假设? 该原理图中是否有要使用的示例 DAC 器件型号?  

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    当我更详细地了解此电路时、DAC 共模输出电流是否还会在这些 ZT 级中提供较大的直流电平负漂移作为偏移? 例如、如果 DAC 是10mA 共模输出、 该电路应从这两个互阻抗级提供-8.2V CM 电压-我认为我的目标可能是第一级 ZT 增益应降低、然后恢复、从而在差分至单级中设置更多增益。  

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    我在音频 DAC 器件中做了进一步的介绍、这个基本电路已经存在了一段时间、  

    这些 DAC 似乎具有4mApp 输出、这意味着它们具有2mA 的共模电流、这是我期望的引脚输出。 对于跨阻级、该跨阻级会将输出 CM 转换为-1.64V、然后需要在下一级拒绝该电压。 这听起来不错吗? 这里没有显示的电源、显然需要是双极的-在有源滤波器级中再次衰减-我想知道原因是什么?  

    实际上、虽然这个电路看起来是平衡的、但它实际上是相当奇怪的。 上部路径是 MFB 低通、其中下部路径是 V+输入的 RC、然后是反相 MFB 通过 V+引脚上的输入信号提供的任何同相响应形状。 很明显可以、但分析会令人生畏。  

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    您好、Michael - San、

    我不确定在 PCM1792和 PCM1794A/92A 等音频 DAC 中考虑此 LPF 的原因。
    虽然、我可以研究这个(差分输入) MFB-LPF、因为我已经计算了它的传递函数。

    如果我的计算正确、这些 MFB-LPF 具有相似的品质因数和截止频率;Q=0.9、Fc = 50 - 52kHz。
    我只想此配置可能是在2Vrms 输出下实现最佳 THD 的最佳选择...

    我稍后将展示传递函数的图片。

    此致、
    Iwata Etsunji

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    Iwata-san、您好!  

    我了解的滤波-它大约为80kHz、以衰减来自 DAC 的图像频率分量。  

    我想知道为什么在音频频带中将滤波器设置为衰减?  

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    嗯、我需要从下一篇 AX 文章开始、用一些简单的改进更新这些电路。 滤波器衰减的原因仍然是一个谜-也欢迎猜测。 我想这一问题在时间上是有遮盖的。  

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    顺便说一下、我确实找到了这款更新的音频 FDA、OPA1637、其中这些类型的电路已经更新了很多、看起来相当不错、现在就测试了、但仍然有一些改进空间。 但 MFB 现在的增益为5、与我预期的更相似。  

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    很抱歉、我只能看到错误、这似乎是法律上的错误、  

    1.对于全功率带宽线、首字母缩略词是错误的、差分信号的测试振幅不需要-1Vpp、 如果您要将2.5MHz FPBW 映射到转换速率,则更正确的映射是0.5Vpeak*0.707*2.5MHz = 5.5V/usec (0.707来自-3dB FPBW 并衰减0.707)

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    大家好、Michael San、

    我将与音频 DAC 应用工程师讨论 PAM179x 的衰减 LPF。

    正如您指出的、差分 TIA 是一种值得推荐的拓扑、这是一名 Burr-Brown 应用工程师 Jim Karki 在10年前提出的建议。 OPA1637具有低输入偏置电流、因此比上一代 FDA 更适合此应用。

    我还将与系统工程师讨论 OPA1637数据表...

    此致、
    Iwata Etsunji

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    是的、这是一个非常好的应用、我将使用 THS4561作为较低静态电流的较低失真选项-不确定您为什么需要低 IB -只是音频中通常不存在的直流偏移误差。  

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    和 Iwata-san、  

    Jim Karki 是一名 TI 达拉斯系统工程师、他确实撰写了大量原始 FDA 应用手册、根本不是一个毛刺棕色的家伙。 我相信他驱动了最早的 TI FDA 之一、即 THS4131、该 THS4131后来被 Burr Brown 的家伙重新标记为音频 OPA1632。 OPA1637看起来非常好、数据表中有一些小东西可以使用一些抛光、但器件本身看起来非常出色。 我唯一能看到的问题是5.5V/usec 压摆率、如果您确实要求它在36V 电源总电压上满量程摆动、假设每个输出的最大 Vpp 为35V、那么70Vpp 差分电压(怀疑任何人都能做到这一点)、但假设频率为10kHz、 这要求35V*2pi*10kHz = 2.2V/usec。 对于 HD 到 SR 裕度、有一条经验法则、这表明您很幸运在这些条件下获得-40dB THD。 但这是极端情况、5.5V/μ ec 可能适用于大多数实际应用。  

    我将在下一篇关于0.83mA 电源的文章中使用+/-6V THS4561、它提供60MHz GBP 和130V/uec 压摆率、这两种情况都为任何音频应用购买了大量动态范围裕度。 高清图显示、低于20kHz 时的高清<-120dBc、这对于小于0.9mA 的解决方案非常好。  

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    DARN、我在报告数字时在 THS4561上打开了2017年8月预览、看起来最终数字变得更好了、  

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    大家好、Michael San、

    抱歉、我可能把 Jim-San 误认为是他的错...但他确实建议音频应用使用 FDA 进行差分 TIA。

    而 OPA1637的更低输入电流噪声和更低1/f 噪声如何?
    一些音频工程师欣赏 TIA 的低1/f 转角和低输入电流噪声。

    此致、
    Iwata Etsunji

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    他们可能会喜欢它、但他们显然不理解噪音  

    THS4561电压噪声(ZT 应用中的主要项)具有8Hz 转角频率、就像 OPA1637一样。  

    如果您运行1k Ω 互阻抗增益、则输入参考反馈 R 噪声电流将为根电流(4KT/RF)。 图9.5 OPA1637中的1k Ω 相当于4pA/rootHz。 这将增大1637的低电流噪声-如果是更高的跨阻增益、那么它将变得非常有用。 但不在音频 DAC 输出应用中。  

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    下面是一组跨阻噪声公式。 总输出噪声功率(在获取 sqrt 以获取点噪声电压之前)、然后是输入参考。 是的、对于 OPA1637、这里的运算放大器电流噪声项很小、但1k Ω 电阻器和最后一个频率相关项占据主导地位、因此微小的电流噪声在这里并不能真正为您提供帮助。  

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    大家好、Michael San、

    感谢您的指出。

    我已经使用 TINA 模型计算了噪声。
    Evan 如果跨阻增益较低、例如1k Ω、则 THS4561的总噪声似乎高于 OPA1637。

    e2e.ti.com/.../Audio_2D00_FDA_5F00_comparizon05.TSC

    实际上、考虑到输入参考电流噪声的公式、至少考虑到1kHz 时的噪声密度、OPA1637的输入参考噪声高于 THS4561。
    对于 THS4561、其输入电流噪声的转角频率高于其电压噪声。
    我怀疑它会导致 THS4561在仿真中的总噪声高于 OPA1637。 (虽然我没有对它进行完整的数学手工计算...)

    此致、
    Iwata Etsunji

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    感谢 Iwata-san 文件、  

    是的、如果您关注低至0.1Hz、那么 THS4561电流噪声上较高的1/f 噪声转角点会产生很大的影响、不知道为什么您会对音频执行该操作、这里是从10Hz 而不是0.1Hz 开始的集成噪声、 (THS4561在 OPA1637的电流噪声上没有很远的平带、只是更高的1/f 转角点)。 这里的最低曲线是旧的 OPA1692、它具有非常低的电压噪声(在更高的 ICC 下)、所以是的、OPA1637上的集成噪声比 THS4561稍低、固定模型电压噪声将缩小该间隙、  

    然后、我检查了2018 THS4561 TINA 模型、其电压噪声项为5nV、而不是指定的4nV、因此也会产生高于预期的噪声、在更高的 F 范围内会产生更多噪声、  

    当我查看这个时、还有其他一些东西、  

    我将该3ckt 文件中的电源更改为+5/-7V、因为 THS4561最大为12.6个电源、这对于应用来说仍然足够。  

    THs4561在此电路中不是直接稳定的、它将修复 AX 文章中的问题、  

    OPA1637 PDS 中的电流噪声符号看起来很奇怪、  

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    此外、Iwata-san、当我浏览 OPA1637 PDS 时、我无法注意到小问题。 我对电源温度系数很好奇(我们在 THS4561上介绍的内容)。 是的、它具有2.8uA/C 的正电压、这在低输入失调电压漂移设计中非常典型。 此外、该图可能会显示"结温"、  

    我个人会将 x 轴限制在建议的温度范围内、以避免暗示在该范围之外运行、  

    THS4561具有用于失调漂移的正输入级温度系数和负输出级漂移、因为 β 会随温度的升高而增加、  

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    一个添加了说明 Iwata-san、  

    我对 THS4561的偏好并不是很清楚、但是、如果您尝试解析两个数据表中的不同谐波失真数据、我估计 THS4561在 OPA1637的音频频带中的失真将降低10到15dB。 这直接来自高得多的增益带宽积和压摆率。 两者都保持了更高的线性度、可提供 THS4561 PDS 中低于10klHz 的低于120dBc 的数字。