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继续提问:关于运放参数的选择(感谢Decapton Wang)

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

您好, 您方便把内容贴在贴子中吗?我打开附件好象是乱码啊...

边学习边提问,继续麻烦了:

1、JFET或者MOSFET型输入运放有什么好处?

  仅仅是为了高的输入阻抗吗?

  对于非JFET或者MOSFET型输入运放是否需要在传感器的信号进电路时加上

  高阻场效应管? 微弱的传感器信号不能直接进运放?

2、对于运放的供电,电压范围很好理解。对于电流,是否是需要考虑静态吸收电路和输出电流?

  输出电流包括sourcing和sinking 两部分,那么整个外部电源需要提供的电流是否是三部分的和呢?

  较高的输出驱动电流能力是否对电源要求也高?

  运放电流的需求对于了不同的电源芯片,特别是对于双电源供电,需要相应的稳压芯片。

  之前看德州仪器Burr-Brown部线性应用经理TimGreen报告称运放的三要素中即电压、电流和带宽,电压和电流占了两点。

3、我要放大的信号是交流信号

 是不是增益带宽积(GBP)和转换速率(SR)是主要考虑的指标。

 而处理直流或低频信号的话,就要主要考虑失调电压和失调电流?

4、压摆率的估算  不知道这样算对不对?

  假设我的输出电压为10V,通频带为10MHz

  压摆率 S=10*10*2*3.14=628 V/us

  实际输出电压不可能有10V这么大,如果按2V算,压摆率有125应该就差不多了

5、datesheet中给出了偏置电流,偏置电压,电压噪声等参数,如果根据实际应用背景,如使用的环境、信号的幅度、信号带宽、增益等参数估算这样运放参数对

  实际放大后信号的影响,可能会引入多大的误差?  

  能否 有些经验公式,将分析量化。

 您之前给我推荐了一些运放,都是非JFET或者MOSFET输入的,是否有必要还选这些?

不好意思,每次发帖的时候 内容都会被清掉,所以才放附件中的

1、JFET或者MOSFET型输入运放有什么好处?

JFET工艺比MOS工艺噪声小,速度快,更容易做高速低噪声器件。

2   对于非JFET或者MOSFET型输入运放是否需要在传感器的信号进电路时加上高阻场效应管? 微弱的传感器信号不能直接进运放?

没有必要加吧,微弱信号能不能直接驱动运放主要看运放的VIO(输入offset电压),Ibias(输入偏置电流)以及输入阻抗。VIO,Ibias和Rin越大,Cin越小,对微弱信号的检测能力越强。

3. 运放消耗电流=静态功耗+输出到负载的功耗

其中souring是电流从运放流向负载,sinking是电流从负载流回运放。我在计算时一般只考虑静态+sourcing,对于sinking,只要满足最大sinking值得运放,即可。建议你把静态+sourcing先估算出来,然后留出一定余量,作为选择电源芯片的参考。

4. 我要放大的信号是交流信号是不是增益带宽积(GBP)和转换速率(SR)是主要考虑的指标。而处理直流或低频信号的话,就要主要考虑失调电压和失调电流?

是的,尤其是GBP,还要考虑交流的输出幅度是否在运放允许的范围内。

4、压摆率的估算  不知道这样算对不对?

你的计算不对。举个例子,假如你的运放驱动一个1MSPS的ADC,这个ADC的采样时间假定是半个时钟周期,就是500ns,当输入有一个从最低到最高跳变的阶跃时,我们假定输出80%的时间摆动,20%时间线性建立。那么摆动的时间是400ns,又假如运放输出需从VDD摆动到GND,则摆率为VDD/400ns。按照这个例子估算一下,再通过TINA仿真,一般都能得到较好的结果。

5. 给你两个办法,如想速成,建议TINA仿DC/AC/noise/Transient,仿真或手算offset/Ibias;如想了解得透彻些,可以在TI的官网上找找相关的应用笔记。至于是MOS型输入还是JFET型输入,我觉得对你的应用影响应该不大,指标满足即可。

选了一款 LMH6628  它的共模输入阻抗 500K欧 1.5pf  带宽300MHz 不知道是否满足

6628在5倍放大下-3dB带宽大约只有20MHz(可以在如下网址找到该信息),印象中你的应用是在10MHz内放大20倍,所以这颗芯片可能不满足,建议换更高带宽的运放。

www.ti.com.cn/.../lmh6628

OPA2690的压摆达到1800V/us

OPA2690的 带宽10倍放大下-3dB带宽大约有20MHz

这两个参数都满足我的需求了

我的疑问是 关于运放的输入阻抗 ,之前您说过,信号对运放的驱动 和输入电阻 输入电容等参数有关

  我的传感器信号是电场感应的电荷信号,通过查看文献,发现通常采用的都是高阻输入以便能够将微弱电荷信号有效转换成电压信号,

  OPA260的共模输入是2.2M欧  和 OPA656的 10^12(欧)比起来 差了 6个数量级  想咨询下  输入电阻 对传感器信号输入的影响?

  想再次确认下,运放输入参数对传感器信号的影响,同时也想咨询下2690是否满足?

谢谢!

补充一下,我的应用应该属于电荷放大器  麻烦指点运放的选型  

目前,2690的带宽和压摆都达到要求了   不知道还有其他哪些参数需要考虑?

关于我的需求,再次调研发现: 在放大10倍时, 3dB 带宽 有10MHz就够了

除了带宽和压摆,我的想法是这样的,不知道对不对,

假设在放大十倍时的电压为100mv(之前使用OPA656,放大后的信号在1V内),则输入电压为10mv,而656的输入阻抗为10^12欧  

将电压折算成电流是否 是10pA,那么对于输入偏置电流和失调电流是否要求在pA 量级别呢?

如果这样的话就要选择高阻运放了?

先回复你运放输入电阻的问题。先前我不知道你是用来放大电荷信号,我印象中电荷信号源的内阻都比较大,同时电荷量又很少,所以需要考虑运放的输出阻抗和Ibias。输出阻抗越大越好,至少要大过信号源的阻抗。Ibias越小越好,防止运放从信号源抽电流。你的信号源阻抗有多大?输出的电荷信号换算成电流有多大?最好能提供这方面的信息,以方便运放选型。

再回复你关于失调电流的问题。先看下面这张图

以反相放大为例,直流情况下的等效电路如图的下半部分,一般Rout很小,可以忽略,那么通过运放的输入电阻留到地的电流可以通过简单的分压公式算出来。

Decapton Wang

      我的传感器原理图和等效电路图见附件。

    将面积为S的金属平板作为天线,通过后置积分电路,使输出电压信号波形

反映电场的变化。

   天线为一个直径在40cm左右的铁板,距离地面50cm,构成一个等效电容

    电场变化产生的感应电荷通过由运放构成的积分电路,其中天线对地电容

设为Ca,R的作用是与电容C形成放电回路以防止低频分量的饱和,τ= R·C为放

电时间常数。

   最早用的一款芯片是LMH6626,后来发现它的闭环增益要大于10,后来选择

了OPA656,单位增益稳定,而且是FET高阻输入。

  现在一个方面是多路信号觉得OPA656比较贵,再一个也是想把运放需求彻底

搞清楚。

  之前用OPA656放大十倍,测试过一段时间,输出端在+-1V内,说明感应电压

范围应该在100mv内。

  现在看OPA2690的带宽和压摆都是满足的,但是它的共模输入阻抗为3.2兆欧

,和656的10^12比差了很多。

  对于电荷放大这样的应用还需要考虑什么?

我的这个电荷源并不是一个主动的,而是被动感应的  它的阻抗应该不是很大,就是一个直径40cm左右的铁板,感应外部电场的变化

基本上就是你提到的这些了。推荐OPA335供你进一步评估,它的优点是输入电阻更大,有10^13量级,缺点是Ibias比OPA656大一点,带宽比656小一些。但是这颗芯片相对OPA656来说已经便宜很多了,官网报价才0.7美金。

看了下335的datasheet感觉这颗芯片 的性价比还是很高的,在我另一个应用中可以考虑!

这个应用中,引起电场变化的信号 带宽在10MH内,90%的能量在2MH内,而335的增益带宽积才2MH,压摆只有

1.6V/us  这两个参数是不是太低了?

非常抱歉,刚才笔误了!应该是OPA355,产品文件夹在

www.ti.com.cn/.../opa355

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