首页 > 评测 > 使用TINA-TI与SPICE模型辅助运放电路设计——TI Precision Amp QucickStart Kit评测

使用TINA-TI与SPICE模型辅助运放电路设计——TI Precision Amp QucickStart Kit评测

TI   模拟电路   运放   AMPQUICKKIT-EVM   开发套件   TINA-TI   
  • 作者：zhanzr
  • 来源：21ic
  • [导读]
  • 这次我们评测的开发套件与以往有所不同，这不是一款带有主控芯片的开发板，也不是带有传感器的拓展板，而是一款模拟电路的快速开发套件。这不止是一篇关于AMPQUICKKIT-EVM的评测，其中还涉及到了运放的电路模型介绍，SPICE仿真软件使用，低通滤波放大、Wien桥振荡和电流源三种基本运放电路。不少电子工程师在模拟方面有着明显的软肋，而本文将会帮助到你。

典型电路之一:低通滤波放大

音频电路中常见的功能就是信号放大,比如麦克风采样而来的信号通常只有几十mV.那么要采样或者直接播放都需要进行放大,同时需要限制带宽在音频范围(100Hz-20KHz).

这样的电路一般由运放来搭建,下图即是一个简单的低通滤波+放大电路的原理图.

一个低通滤波+放大电路.jpg

图 一个低通滤波+放大电路

假设音频信号为直流偏移50mV,幅值50mV的信号,这里将放大倍数设定为10倍,响应频率设定为20KHz低通.公式如下:

Gain = (1+RF/RG)

Fcutoff = 1/(2*π*R1*C1)

100Hz瞬态仿真:

100Hz瞬态仿真.jpg

图 100Hz瞬态仿真

15KHz瞬态仿真

15KHz瞬态仿真.jpg

图 15KHz瞬态仿真

可以看出在频率增加时,增益有所减小.

DC仿真:

DC仿真.jpg

图 DC仿真

当输入到达500mV时,输出饱和,这是供电电压(5V)与放大倍数所决定的.

AC仿真(0至25KHz):

AC仿真(0至25KHz).jpg

图 AC仿真(0至25KHz)

可以看出增益约在20KHz到达17dB,符合我们的设计要求.而相位则更早出现偏移,对于音频应用,这个相位偏移对实现效果影响不大.

典型电路之二:Wien桥振荡电路

这也是运算放大器常见的应用电路,原理是利用电路的热噪音与反馈回路的作用产生一定频率的振荡.电路图如下:

振荡电路(1KHz).jpg

图 振荡电路(1KHz)

瞬态仿真:

瞬态仿真(20ms).jpg

图 瞬态仿真(20ms)

可以看出3ms左右开始震荡,到6ms已经形成很稳定的振荡波型.

FFT分析,以100Hz为基频,从6ms开始采样:

FFT分析结果.jpg

图 FFT分析结果

可以看出10*100Hz为主要振荡频率,与设计目标相符合.

典型电路之三:电流源

在测量电路中经常要使用运放搭建恒流源,比如Pt100,Pt1000这种测量电路.这种电路一般需要1mA左右(一般是以下)的恒流源,这种电路也是通常使用运放来搭建.一种920uA的恒流源电路如下:

恒流源电路图.jpg

图 恒流源电路图

瞬态仿真

瞬态仿真.jpg

图 瞬态仿真

可以看出1ms左右电流即可达到稳定.

温度仿真:

温度仿真.jpg

图 温度仿真

可以看出-40到120度之间电流十分稳定,即使150度,电流变化也非常微弱.这都是反馈达到的效果.

总结与参考

TI的运放有很多种,要实际做电路来进行各种测试是十分耗时耗力的.好在有SPICE的仿真软件TINA-TI可以助力我们的设计，以及AMPQUICKKIT-EVM这种开发套件可以方便我们上手.如果能熟练掌握仿真软件的用法,对于运放的设计将达到事半功倍的效果.实际电路可以在SPICE仿真之后再进行制作.

TI AMPQUICKKIT-EVM官网主页: http://www.ti.com.cn/tool/cn/ampquickkit-evm

TINA-TI仿真软件: http://www.ti.com/tool/tina-ti

TI器件模型下载: https://webench.ti.com/webench5/spicemodels/

本文所做的实验的原工程文件:

链接: https://pan.baidu.com/s/1sllteXn 密码: 3pts

 3/3   首页 上一页 1 2 3

这些开发板你一定没玩过！来开发板试用中心免费借阅吧~

  • 本文系21ic原创，未经许可禁止转载!
 点赞()

网友评论

立 即 购 买 查看产品细节
更多相似方案
  • 联系人:巧克力娃娃
  • 邮箱:board@21ic.com
  • 我要投稿

  • 欢迎入驻，开放投稿

行业新闻
热门标签

应用

品牌

论坛活动 more+
公开课 more+
项目外包 more+