Входной усилитель(буфер) АЦП

[Alex]

Интересная хрень получается, попробовал я сделать вот такой вход для АЦП.



Питание однополярное, на ОУ идет +5в с LP2985A-50, ОУ естественно брались такие. что могут работать от 5в однополярного и с r2r выходом. Измерялся КНИ на 1кГц при -2, -10 и -20дб, и вот как интересно девки пляшут:

	THD @ OP, %
Level, dB	OPA2725	OPA1662	OPA2836	OPA1612
-20	0.0004	0.002	0.008	0.0004
-10	0.001	0.005	0.01	0.001
-2	0.05	0.006	0.02	1.5

Я с самого начала, ориентировался на 2836 или на 1612, но последний получается какой-то "не совсем r2r" - искажает отрицательную полуволну (т.е. когда к земле подходит, т..е к его минусу, ибо однополярка), питание 1612 от 7-10в ничего не дает (с другими ОУ питание не менял - 5в).
2836 оказался средненько, лучше всего как ни странно, древний 275-й (2725), но 1662 на порядок лучше на большом сигнале.
Ничего кроме ОУ в схеме не менялось.
Какие будут мысли?

P.S. АЦП - PCM4202, 96/24.

[viktor8m]

Какие будут мысли?

Во-первых, смещение на ОУ наверное надо подавать не с резисторного делителя, а с выхода REF АЦП (там не обязательно половина VCC), а во-вторых, касательно искажений, ничего не поделаешь, даже для r2r выхода требуется запас, придётся расширять питание как сверху (выше 5В), так и с низу (т.е. подавать отрицательное). Кстати, для ОУ с обычным выходом запас питания от амплитуды должен быть не менее 3.5-4В (в обе стороны), если требуются минимальные искажения. Для r2r выхода конечно можно меньше, но не думаю, что меньше 1.5-2В. И ещё, выходы не получаются симметричными из-за С11, будет сдвиг фазы, может даже начиная с 1кГц (не симулировал). Интересен вариант в файле (конечно ОУ надо другие).

[Alex]

Во-первых, смещение на ОУ наверное надо подавать не с резисторного делителя, а с выхода REF АЦП (там не обязательно половина VCC),

У меня две платы. на одной так, на другой с АЦП через буфер. Результат абсолютно одинаковый.

1612 видимо не тянет 500 ом, попробую увеличить до 1-2к.

[viktor8m]

1612 видимо не тянет 500 ом, попробую увеличить до 1-2к.

Действительно, забыл этот момент, у ОУ с r2r выходом усиление весьма зависит от нагрузки, соответственно и глубина ООС.

[Alex]

Поставил 2.74к (что под рукой було) - сильно полегчало на -3дб у 1612, и в лидера теперь 1662.
Но если у остальных шумы как были так и остались, на уровне -150, то у 1662 оно -135.
И интересный момент - перепаиваю оперы я феном, включаю - оно все горячее, и 1662 дает -150дб шумов и 0.0004% КНИ при -20, по мере остывания, шумовая полка возростает до -135, а КНИ до 0.0006%.

[Alex]

Поигрался еще с парой оперов - LT6201, LT112 и с резисторами R1, R7, R10 (одновременно).
Результаты в таблице. По итогам - победитель ОРА1662 при 1к33
Может кому-нибудь еще пригодится, при работе от невысокого однополярного питания.
(пустые клетки - не проверялось, лень).

R=0.5k					Winer
Level, dB	OPA2725	OPA1662	OPA2836	OPA1612
-20	0.0004	0.002	0.008	0.0004	2725/1612
-10	0.001	0.005	0.01	0.001	2725/1612
-3	0.05	0.006	0.02	1.5	1662
Noise	-145	-150	-145	-150
R=1k33							Winer
Level, dB	OPA2725	OPA1662	OPA2836	OPA1612	LT1112	LT6201
-20	0.001	0.0005	0.008	0.001	0.002	0.0013	1662
-10	0.003	0.0016	0.002	0.003	0.009	0.0027	1662
-3	0.12	0.0018	0.009	0.05	0.01	0.003	1662
Noise	-150	-145	-145	-150	-145	-150
R=2k74					Winer
Level, dB	OPA2725	OPA1662	OPA2836	OPA1612
-20	0.0008	0.0006	0.006	0.0008	1662/2836
-10	0.003	0.001	0.006	0.002	1662/1612
-3	0.006	0.002	0.005	0.014	1662/2836
Noise	-150	-130	-145	-150
R=4k99							Winer
Level, dB	OPA2725	OPA1662	OPA2836	OPA1612	LT1112	LT6201
-20	0.0009	0.002		0.0008	0.0006	0.002	1612
-10	0.003	0.002		0.0016	0.002	0.003	1612
-3	0.06	0.003		0.16	0.006	0.02	1662
Noise	-145	-130		-145	-145	-145
OPA1662
	0.5k	1k33	2k74	4k99
-20	0.002	0.0005	0.0006	0.003
-10	0.005	0.0016	0.001	0.002
-3	0.006	0.0018	0.002	0.003
Noise	-150	-145	-130	-130
OPA1612
	0.5k	1k33	2k74	4k99
-20	0.0004	0.001	0.0008	0.0008
-10	0.001	0.003	0.002	0.0016
-3	1.5	0.05	0.014	0.16
Noise	-150	-150	-150	-145
OPA2725
	0.5k	1k33	2k74	4k99
-20	0.0004	0.001	0.0008	0.0009
-10	0.001	0.003	0.003	0.003
-3	0.05	0.12	0.006	0.06
Noise	-145	-150	-150	-145
LT1112
	0.5k	1k33	2k74	4k99
-20		0.002		0.0006
-10		0.009		0.002
-3		0.01		0.006
Noise		-145		-145
LT6201
	0.5k	1k33	2k74	4k99
-20		0.0013		0.002
-10		0.0027		0.003
-3		0.003		0.02
Noise		-150		-145

[viktor8m]

Спасибо, информация очень ценная. А что такое у Вас 0дБ (0.707В или 0дБ шкалы АЦП или ещё что-то)?

[Alex]

0dBFS

[viktor8m]

0dBFS

Ясно, получается 2.1Vpp на выходе каждого ОУ при -3дБ, т.е. запас 1.45В от питания и по таблицам этого мало для минимальных искажений.

[Alex]

У АЦП у самого искажения растут при большом сигнале.

[s3tup]

Туда б еще OPA1652 у которой вход фетовый, и EMIRR получше... (кстати техасцы начали публиковать EMIRR, за что им отдельное Спасибо!)

[Alex]

Туда б еще OPA1652

Попробую, когда приедут.
Еще надо попробовать оторвать 4-ю ногу и подать на нее пару вольт минуса, да в плюсе подать не 5 а побольше.
Чисто ради интереса, т.к. конкретная схема разрабатывалась именно под однополярку.

[s3tup]

О, классно

Кстати, совершенно забыл...

Спасибо за столь полезную/интересную информацию!!!

[viktor8m]

Еще надо попробовать оторвать 4-ю ногу и подать на нее пару вольт минуса, да в плюсе подать не 5 а побольше. Чисто ради интереса, т.к. конкретная схема разрабатывалась именно под однополярку.

Будет здорово для информации (вот бы ещё в этом случае и LME49990 проверить, но для неё запас нужен не менее 4-5В от амплитуды сигнала, т.е. питание не менее +-5.5-6В относительно смещения, скажем +8В и -2.5В, если смещение +2.5В).

[Alex]

Спасибо за столь полезную/интересную информацию!!!

Да не за что.
В любом случае, моя хренотень уже лучше чем к примеру вот это: http://www.quantasylum.com/content/Products/QA400.aspx и еще куча подобных девайсов не многокилобаксового ценового диапазона.

Будет здорово для информации (вот бы ещё в этом случае и LME49990 проверить, но для неё запас нужен не менее 4-5В от амплитуды сигнала, т.е. питание не менее +-5.5-6В относительно смещения, скажем +8В и -2.5В, если смещение +2.5В).

Питание не проблема, и у меня они есть, проблема как заснуть одиночный опер вместо сдвоенного

[viktor8m]

Питание не проблема, и у меня они есть, проблема как заснуть одиночный опер вместо сдвоенного

Точно, забыл, тогда хотя бы сдвоенные LME49720 или LME49860, если они у Вас есть в SMD.

[Alex]

Есть 722 и 723

[viktor8m]

Есть 722 и 723

722 сойдёт, заранее спасибо.

[Alex]

722 сойдёт, заранее спасибо.

Но, поскольку оно не R2R, то только когда прицеплю доп. минус, сегодня не обещаю, но может быть.

[Alex]

Попробовал, результаты более чем интересные.
Резисторы не менял, стоят 1к33 как наилучший вариант из вчерашних исследований.
Сначала при однополярке +5в проверил LME49722 и AD8397 - последний я несколько раз использовал в I/U и на выходе ЦАПов с отличным результатом.

R=1k33
Level, dB	AD8397	LME49722
-20	0.0004	0.0005
-10	0.0002	0.0005
-3	0.0017	0.0015
Noise	-150	-150

Аналоговые Девицы не подкачали, и у нас новый победитель на однополярке - AD8397.


Теперь двуполярка, -5в +7в, проверил 3 ОУ: вчерашнего победителя OPA1662, LME49722 и OPA1662.

Bi-Polar: -5v, +7v
R=1k33
Level, dB	AD8397	LME49722	OPA1662
-20	0.0004	0.0004	0.0005
-10	0.0002	0.0004	0.001
-3	0.0009	0.0005	0.0017
Noise	-150	-150	-145

Тут сложно сказать что лучше, AD8397 или LME49722, у AD странное уменьшение КНИ на -10дБ, проверял несколько раз, зато LME показывает достаточно ровный результат во всем диапазоне.
Интересны 2 вещи:
- для OPA1662 двуполярка ничего не дала, результат тот-же.
- увеличение положительного питания с 7 до 10в немного ухудшало КНИ!

Вывод: AD8397, LME49722 вполне можно использовать в данной схеме при однополярном питании.