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[参考译文] 精密运算放大器选择为低压信号缓冲放大器

Guru**** 657930 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA191
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/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1214728/precision-opamp-selection-as-low-voltage-signal-buffer-amplifier

主题中讨论的其他器件:OPA191

您好!

我正在处理一个信号范围为10uV 至10V 的换能器应用。 我需要一个单位增益缓冲器 、然后是50Hz 有源低通滤波器。

有人能帮助我为此类应用推荐低功耗精密运算放大器吗?

此外、还将指导您如何在需要这种低输入信号电压时进行设计。

谢谢。

Hitesh

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    尊敬的 Hitesh:

    由于输入信号的范围高达10V、您需要一个像 OPA191这样的高电压器件。   凭借140uA 的低典型 IQ、低失调电压和轨到轨输入/输出范围、我认为 OPA191将是您的应用的最佳选择。  话虽如此、由于输入信号的低端仅为10uV、您可能需要校准掉初始电压偏移。

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    Mareks、您好、

    感谢您对精密放大器的快速响应和建议。 我还有以下问题:

    1. OPA191是否可以直接用作10uV 低电平信号的单位增益缓冲器? 我们是否需要在其输入中添加任何失调电压消除电路?
    2. OPA191的电源如何?我们需要对 VS 使用-12V、还是可以连接到 GND?
    3. 我们是否需要在具有更多滤波的电路板上为 OPA191重新生成特殊电源、因为 OPA191电源中的任何纹波都会使10uV 输入信号失真、对吗?
    4. 如果必须对该信号使用低通滤波器(有源低通)、那么单位增益 OPA191缓冲器之前或之后的理想级是什么?

    谢谢。

    Hitesh

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    请查看我的内联答案:

    1. OPA191是否可以直接用作10uV 低电平信号的单位增益缓冲器? 我们是否需要在其输入中添加任何失调电压消除电路?   如前所述、对于10uV 输入信号、您需要校准输入失调电压-首先、测量失调电压、然后对其进行考虑。  此外、您需要提高信号增益。   此外、您可能需要限制带宽以 尽可能降低噪声:当 G=1时、Vnoise_total = 15nV/rt-Hz*(2.5MHz*1.57)^.5 =~30uVrms
    2. OPA191的电源如何?我们需要对 VS 使用-12V、还是可以连接到 GND?  OPA191采用单电源即可。  只要总电源电压 Vsup_total = Vcc-Vee 大于4.5V 且小于36V、您就可以使用任何电源组合。
    3. 我们是否需要在具有更多滤波的电路板上为 OPA191重新生成特殊电源、因为 OPA191电源中的任何纹波都会使10uV 输入信号失真、对吗?  OPA191是一款线性运算放大器、不会在电源电压上产生纹波。 但如果纹波来自外部、则需要通过0.1uF 低 ESR 陶瓷电容器将电源引脚接地。
    4. 如果必须对该信号使用低通滤波器(有源低通)、那么单位增益 OPA191缓冲器之前或之后的理想级是什么? 为了最大限度地降低噪声、您需要在单位增益缓冲器之后放置 LP 滤波器-请参见下文。

    话虽如此、为了能够测量10V 至10uV 的输入信号、您 可能 需要分别将增益从1切换到1000。

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    Mareks、您好、

    这解决了我的很多问题,谢谢!

    我们的系统信号的频率范围非常低、即0.1Hz 至10Hz。我相信、GBP 对于 OP191应该不是问题、并且 Vnoise_total 应低于1uV、是吗?

    我们的示波器仅用于制作具有缓冲器和低通滤波器的信号接收器板。 他们正在使用一种非常高端的 A/D 转换现成电路板、具有+/-10V 输入信号和1.19uV 输入分辨率、因此在测量方面无需担忧。

    谢谢。

    Hitesh

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    Hitesh、

    1k||3.18uF 低通滤波器在输出端,其截止频率将约为 fc=1/(6.28*1000*3.18e-6)= 50Hz,噪声将以1/f 为主

    由于可以使用以下公式计算1/f 噪声、

    0.1Hz 至50Hz 范围内的总噪声 Vn_tot 约为0.25uVrms -见下方。