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

  • 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。

前言

今天要给大家评测的是来自德州仪器的高精度运算放大器快速入门套件,代号为AMPQUICKKIT-EVM。官方宣称这是进行放大器设计的理想起点,内含6个运放器样本和一个用于建立表面贴装集成电路原型的评估模块。

既然是评估套件,笔者自然想着怎么测试一下子.最佳做法当然是动起烙铁来,搭起各种运放电路,用示波器,信号发生器来观察输出特性.动手做当然是最好的,但是这样测试的话又难以测试到器件特性的方方面面.于是乎想借此机会写一下使用SPICE模型来对运放进行建模仿真.通过仿真来从深入的角度来了解这些运放的特性与参数.

还是先来看看外观。

TI Precision Amp Quick start kit

这个套件专门用来给开发者来评估测试运放的特性而设计的,包含:

· 6个运放样品

· 贴片到直插转接板

· 质量比较好的排针

TI AMPQUICKKIT-EVM的外包装及其简洁,一张卡纸折叠外面附着一个透明包装袋。正面写着样片型号和“解锁新可能”的slogan。

AMPQUICKKIT-EVM-1.jpg

AMPQUICKKIT-EVM包装袋背面贴有有mouser的订单信息标签(此开发板为mouser购得)和TI的关键信息贴签。

AMPQUICKKIT-EVM-2.jpg

打开AMPQUICKKIT-EVM包装袋,给外包装卡纸背面来个特写:

AMPQUICKKIT-EVM-3.jpg

可见AMPQUICKKIT-EVM卡纸包装背面主要介绍了套件特性和TI Design Precision使用的相关信息,后文我们也会详细讲解。

AMPQUICKKIT-EVM-4.jpg

打开卡纸包装后,这就是全部的东西了,一张快速开始说明,一张TI自己的推广卡片,六个运放,一个转接板和两列排针。

AMPQUICKKIT-EVM运放的样本使用单独的防静电自封袋包装,黑色标签纸贴明了其各自的型号。

AMPQUICKKIT-EVM-6.jpg

图 运放样品

这里我们随便拿出其中一个运放给大家拍了一下,因为器件太小,手机相机聚焦有限,因此不是很清晰。

AMPQUICKKIT-EVM-8.jpg

AMPQUICKKIT-EVM转接板和排针的质量看起来非常不错,TI的品质一如既往值得信赖的。

AMPQUICKKIT-EVM-7.jpg

图 转接板与质量比较好的排针

AMPQUICKKIT-EVM的造型就是让人一看到就想到烙铁的类型,很贴心.

adapter_usage.png

图 转接板的应用图解

但是本文的主题我想限定在软件模拟的上面.至于动烙铁真实的测量我想留在以后的文章当中.

AMPQUICKKIT-EVM内6个运放的主要参数如下图所示:

AMPQUICKKIT-EVM-5.jpg

TI官方也给出了6种运放的简单参数对比:

AMPQUICKKIT-EVM-9.jpg

图 运放的简单参数对比表

简单看来,电压较宽的器件静态电流会大一些,带宽大的器件也会有较大静态电流.从价格来讲宽电压的要贵一些.当然这只是一些简单的参数对比,要想全方位的了解这些运放,必须从datasheet上来详细研究.后文制作模型会讲到.

SPICE简介与TINA-TI软件

谈到SPICE,有的工程师可能比较了解,另外一些工程师可能只是听说过这么个东西.对SPICE的了解与否可以作为判断硬件工程师的类型.每个人有自己的工作方式,也无可厚非.但是对于真正想在硬件设计上达到深入了解的工程师,我的建议是必须对SPICE有较深入地掌握.

SPICE本身是电路仿真的开山之作,是我们熟悉的加州伯克利开发的电路仿真软件.刚开始由于当时计算机的发展状况只能在服务器,小型机这种性能较高的计算机上运行.后来有公司开发了个人电脑用的PSPICE.随着计算机向个人普及的趋势,后来大家也将PSPICE,SPICE混淆着使用了.只要大家明白是甚麽回事就行了.如今电路仿真的领域,只要是电路仿真,几乎都是继承SPICE的发展道路,只是各个公司的产品在细节上有些许不同.很多我们熟知的软件其实都是SPICE的后续发展.比如画电路图的Altium Designer, OrCAD其实都有SPICE仿真的功能,只是大家都忙于画电路图,很少注意这个功能.当然专业用于仿真的软件还是应用广泛一些,比如学生用的多的MultiSim也是SPICE的一种.

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