侵权投诉

搜索
更多>> 热门搜索:
订阅
纠错
加入自媒体

通过仿真介绍放大器建立时间

2021-02-20 17:08
郑荟民
关注

本篇通过仿真介绍放大器的建立时间,也称为上升时间。它是高速放大电路、或在SAR ADC驱动电路设计时,需要谨慎评估的参数。

1 建立时间定义

建立时间(Setting Time,ts)是指定放大器增益时,在输入阶跃信号作用下,输出电压全部进入指定误差范围内所需要的时间。指定误差范围通常为阶跃信号电压的±1%、±0.05%、±0.01%。

如图2.139,输入大阶跃信号作为激励时,输出信号的建立时间包括死区时间、压摆率消耗时间、恢复时间,涵盖纳秒级到毫秒级。

图2.139 建立时间示意图

2 建立时间仿真

先来看一个错误理解的案例,2019年8月中旬,一位项目负责人通过微信发来电路的异常反馈。如图2.140(a),电路使用ADA4622将电流信号转化为电压信号输出,微处理器(MCU)控制ADG1208选择反馈电阻实现量程切换。电路调试过程中发现,MCU切换反馈电阻后ADA4622需要较长的时间才能输出信号,如图2.140(b)所示,ADA4622输出的时间间隔 40ms,工程师疑惑为何建立时间这么长?

图2.140ADA4622问题排查案例

这是一起将系统问题视为器件参数问题的案例。笔者首先与工程师厘清ADA4622建立时间参数与系统问题,然后针对现象将系统按功能分步骤测试,在MCU的控制模拟开关的环节,发现在控制信号输出与MCU触发标志信号之间存在很大延迟,后续建议工程师使用MCU中断处理,延迟大大降低。

以上述ADA4622为例,如果进行建立时间参数的仿真,首先要明确的还是ADA4622数据手册提供的测试条件。如图1.141,在25℃环境中,ADA4622供电电源为±15V,电路增益为-1倍,输出负载电阻2KΩ,负载电容15pf时,输入10V阶跃信号,测试建立时间的典型值为1.5us。

图1.141 ADA4622 建立时间参数

基于数据手册的测试条件,设计仿真电路,如图2.142。输入激励使用幅值为±5V,频率为20KHz的方波。

图2.142 ADA4622建立时间仿真电路

瞬态分析结果如图2.143,在70.0005us时输入信号发生反转,输出信号稳定在±0.1%范围内的时间为71.5718us,仿真的建立时间是1.5713us,等同于ADA4622建立时间(至0.1%)的典型值1.5u,如图1.141。

图2.143 ADA4622建立时间瞬态分析结果

放大器的建立时间的内容就这么简短,但是在应用时需要注意的是数据手册给出数据的测试条件与ADC驱动的对比方式,即数据手册给出的指定误差范围通常为阶跃信号电压的±1%、±0.05%、±0.01%,在这个范围内放大器认为是稳定。但是在SAR ADC驱动时,要满足电压恢复到±0.5LSB的电压时,能确认输入电压稳定,所以在设计中要考虑SAR ADC的位数进行放大器选型。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: