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[参考译文] OPA1652:轨性能问题

Guru**** 1821780 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA1652, OPA1688, OPA1656, JFE2140, INA849, JFE150
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/1407948/opa1652-question-on-the-rail-performance

器件型号:OPA1652
主题中讨论的其他器件: OPA1688OPA1656INA849JFE150

工具与软件:

我正在设计吉他输入的输入级、并且已经将 OPA1652确定为不错的候选器件、但我有一个问题。

数据表中的 Vcm 为 (V–)+ 0.5 (V+)–2。 我可能会通过9V 电源供电到±4.5V、当然、典型的吉他输出不应靠近导轨、但可能会使用重型规格串的降压器拾取装置、或由您可能接近且电量耗尽30%的9V 电池供电、并且总是有一些回旋余地。

那么、我的问题是、如果输入 确实在最高2V 电压下运行、这个削波会不刺耳、还是会直接影响数据表引用的性能? 这个问题可能看起来比较愚蠢、但 OPA1688数据表 给出的句子是"请注意、该器件能够在超出顶轨100mV 的满轨到轨输入下运行、但在顶轨2V 内运行时性能会下降。"

该信息对于设计人员来说是非常有用的信息、也许我会为本应用选择 OPA1688:我可以为世界上95%的吉他进行设计、因为我知道如果我得到非常热的信号、我的器件仍将按计划工作(如果信号如此热、 我怀疑很多人会 注意到 THD 略有下降)。 起初、我在此应用中倾向于使用 FET 输入运算放大器、但我注意到 OPA1688具有非常高的输入阻抗;由于它是 CMOS 架构、我想应该是 MOSFET、而不是 FET 或 JFET 输入、因此它可以很好地工作。 它看起来像是一个被低估的器件!  

我知道我可以添加一个分立式 FET 源极跟随器级、然后使用更通用的轨到轨运算放大器、 我最终可能会这样做、但是由于我在此电路中无论如何都需要一个运算放大器级、我也可能会探索将其 用于输入的可能性。

谢谢。

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    您好、Craig、  

    很棒的项目! 您考虑在器件上做出一些重要的权衡。 遗憾的是、我似乎找不到显示 OPA1652 Vos 与 Vcm 数据的图表、但我对该器件有经验。 OPA1688具有 Vos 与 Vcm 关系曲线(见下文)、而 OPA1652在超过 Vsupply-2V 点时、Vos 具有类似的非线性增加。  

    由于 Vos 的非线性增加、您可以看到进入该区域时 THD 将上升的位置。 但是、只有听力测试才能判断这是否真的很重要。  

    当我在撰写应用手册(下面的链接)"如何测量运算放大器的总谐波失真和 THD + N 基础知识"时、我会直观地观看 FFT 的变化、因为我在播放音乐和听耳机时、将器件推到这些非线性区域。 我确实必须将信号推进到严重削波中、才能真正脱颖而出。 这可以采取一粒盐然而,因为我不是在一个完美的听音环境等 尽管如此,作为一个在校准的家庭工作室混合我自己的音乐的人,我对设备的性能感到满意。 听的东西非常干净时,我可以稍微听到失真,这是微妙的。 当听吉他部分时,它不是明显的,直到信号被粗暴地剪辑。 在应用手册中、我使用了 OPA1656。 您也可以考虑此器件。 然而、它具有相同类型的共模限制。  

    如何测量运算放大器的总谐波失真和 THD + N 的基本原理:

    https://www.ti.com/lit/an/sboa580/sboa580.pdf?ts = 1725379948785&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

    OPA1656 Vos 与 VCM 间的关系:

    我最近编写了一份应用手册、尽管我的是差分输入、但本手册也适用。 可以使用运算放大器(而不是 INA)通过单输入和单输出来完成不同的设计。 应用手册的标题为"用于高阻抗传感器的超低噪声 JFET 前置放大器设计"。 您的想法是正确的 Humbucker 拾纸。 除了降压转换器拾取的情况外、您可以在下面看到源阻抗随频率大幅增加(参阅下面的)。 因此、还应考虑噪声。

    https://www.ti.com/lit/ab/sboa589/sboa589.pdf?ts = 1725381426521&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FINA849

    减小阻抗与频率间的关系:

    在我的应用手册中、我将传感器源阻抗单独使用双极 INA849与将 INA849的前端替换为分立式 JFET JFE2140进行了比较 。 对于其他配置、也可以在 Tina TI 仿真中执行相同类型的分析。  

    我们还有一个称为 JFE150的分立式 JFET。 我编写了一个应用手册、并为其创建了一个 EVM 前置放大器、可在线获取。  

    JFE150超低噪声前置放大器

    JFE150EVM

    总之,没有完美的解决方案,但我认为通过一些听力测试,您会对设备的性能感到惊讶。 由于考虑到 THD、此噪声可能最终在列表上更高。  

    我希望这些信息对您有所帮助。 如果您有任何其他问题、请告诉我们。 我们这里有一些业余爱好者音乐家、非常喜欢这些项目。  

    此致、  

    Chris Featherstone

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    您好、Craig、  

    我还应该承认、设置一组电路板来进行测试或其他运算放大器测试比设置电路板要容易一些。 因此、我们最近发布了一个无焊运算放大器评估平台。 下面提供了相关信息。 我只提到这一点、以防您发现它对您的评估很有用。  

    https://www.ti.com/tool/AMP-PDK-EVM

    此致、  

    Chris Featherstone

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    这是我所希望的那种信息。 在我去工作台之前、学习现有的文献和其他人的努力总是很好的、但你是对的、它将进入听力测试、我有几个部分尝试几种方法。 使用其中一些音频 TI 运算放大器可以免费获得 PSRR、它非常方便、而且不知道电源用户在购买产品3年后可能会使用什么电源、这一定是一件好事。 但是、正如您所说、一切都是一种折衷。 我通常喜欢使用具有 可变增益的分立式前端来处理各种输入。 我已经看到您的 JFE150前置放大器设计、您可以从中获得出色的性能。 我想、我认为这最适合麦克风或非常低电平的信号、但它可以配置为具有更低的增益、并使用吉他拾音台进行测试。 有趣的是、当如此多的型号被停产时、TI 仍在悬挂 JFET 标志。 我并不了解 TI 针对音频生产的任何低电平 MOSFET、如果我错了、请纠正一下、因为简单的 MOSFET 跟随器级也可以工作、压降可能比 JFET 更小。

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    您好、Craig、  

    没问题! 感谢您查看我的工作。 是的、JFE150电路是闭环的、因此您可以获得可预测增益并根据需要设置增益。 我做了1000的增益来展示它。 对于该电路、需要干净的电源、因为正如您所说的、与分立式解决方案相比、运算放大器可免费获得 PSRR。 我们最近开始设计分立式 JFET、因为我们发现市场上对它们的需求。 我不太熟悉我们的 MOSFET 产品线、因为它们由不同的团队处理。 如果您发现分立解决方案中需要分立匹配电阻器、那么我们现在还将使用分立匹配电阻器、例如 RES11。  

    https://www.ti.com/product/RES11A

    此致、  
    Chris Featherstone