ZHCAC71 March   2022 ADC128S102-SEP , ADC128S102QML-SP , ADS1278-SP , ADS1282-SP , LF411QML-SP , LM101AQML-SP , LM111QML-SP , LM119QML-SP , LM124-SP , LM124AQML-SP , LM136A-2.5QML-SP , LM139-SP , LM139AQML-SP , LM148JAN-SP , LM158QML-SP , LM185-1.2QML-SP , LM185-2.5QML-SP , LM193QML-SP , LM4050QML-SP , LM6172QML-SP , LM7171QML-SP , LMH5401-SP , LMH5485-SEP , LMH5485-SP , LMH6628QML-SP , LMH6702QML-SP , LMH6715QML-SP , LMP2012QML-SP , LMP7704-SP , OPA4277-SP , OPA4H014-SEP , OPA4H199-SEP , THS4304-SP , THS4511-SP , THS4513-SP , TL1431-DIE , TL1431-SP , TLC2201-SP , TLV1704-SEP , TLV4H290-SEP , TLV4H390-SEP

 

  1.   摘要
  2. 1元件和拓扑选择 - 快速找到良好的起点
  3. 2验证
    1. 2.1 详细设计流程 – 验证时域响应
    2. 2.2 总噪声分析
    3. 2.3 线性度或频率响应
    4. 2.4 稳定性
    5. 2.5 稳定时间
  4. 3总结

稳定性

与 FDA 级一起,AFE 设计包含一个闭环系统,可能引发振铃甚至振荡,导致不稳定。了解振荡可能性的标准方法是分析波特图并验证是否有足够的相位裕度。

在分析 FDA 级之前,必须将其与电路的其余部分隔离,并且必须打开反馈路径,以便提取开环增益,如图 2-10 所示。此外,必须启用 TINA-TI,以便针对任意频率(包括直流)进行适当的收敛。所有这些都是通过分别添加具有 Terra 值的电容器和电感器来实现的,这两者实际上具有不受限制的容量或电感。大电容器的作用类似于短接几赫兹以上的任意频率,也充当直流开路。同样,巨型电感器充当直流短路,也充当高于几赫兹的任意频率的开路。显然,这仅对仿真实用。选择的值越高,仿真就越接近实际情况,即没有添加此类电容器和电感器的电路。

输出负载必须保持不变,以便它继续与放大器的输出阻抗相互作用,就像在整个 AFE 实现中那样。大电感器的引入将运算放大器的输入阻抗与电路断开。因此,重新添加 R_Diff 和 C_Diff 以找到正确的开环增益。

GUID-20211213-SS0I-D2JC-7PWG-M2WWL2CDBWJR-low.jpg图 2-10 提取并准备用于稳定性分析的闭环系统

Topic Link Label2.3 所示,TINA-TI 仿真器中的“AC Transfer Characteristic”用于分析开环配置中 FDA 级振幅和相位的频率响应,请参阅图 2-11

GUID-20211213-SS0I-3Q0T-LFMT-RSHJHF7Z04PX-low.jpg图 2-11 选择“AC Transfer Characteristic”来分析开环配置中 FDA 级的幅值和相位的频率响应
GUID-20211213-SS0I-KPGM-J4KT-PQBWCVWNW7CZ-low.jpg图 2-12 开环配置中 FDA 级的波特图

图 2-12 中的波特图显示了在交叉频率为 62.9MHz 时,75.85° 的相位可实现足够稳定性。大约 150kHz 时的相位裕度下降可能会导致一些振铃。请记住此问题,以防它出现在实际设计中。