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使用TINA-TI與SPICE模型輔助運放電路設(shè)計——TI Precision Amp QucickStart Kit評測
- [導(dǎo)讀]
- 這次我們評測的開發(fā)套件與以往有所不同，這不是一款帶有主控芯片的開發(fā)板，也不是帶有傳感器的拓展板，而是一款模擬電路的快速開發(fā)套件。這不止是一篇關(guān)于AMPQUICKKIT-EVM的評測，其中還涉及到了運放的電路模型介紹，SPICE仿真軟件使用，低通濾波放大、Wien橋振蕩和電流源三種基本運放電路。不少電子工程師在模擬方面有著明顯的軟肋，而本文將會幫助到你。
前言
今天要給大家評測的是來自德州儀器的高精度運算放大器快速入門套件，代號為AMPQUICKKIT-EVM。官方宣稱這是進(jìn)行放大器設(shè)計的理想起點，內(nèi)含6個運放器樣本和一個用于建立表面貼裝集成電路原型的評估模塊。
既然是評估套件，筆者自然想著怎么測試一下子.最佳做法當(dāng)然是動起烙鐵來,搭起各種運放電路,用示波器,信號發(fā)生器來觀察輸出特性.動手做當(dāng)然是最好的,但是這樣測試的話又難以測試到器件特性的方方面面.于是乎想借此機(jī)會寫一下使用SPICE模型來對運放進(jìn)行建模仿真.通過仿真來從深入的角度來了解這些運放的特性與參數(shù).
還是先來看看外觀。
TI Precision Amp Quick start kit
這個套件專門用來給開發(fā)者來評估測試運放的特性而設(shè)計的,包含:
· 6個運放樣品
· 貼片到直插轉(zhuǎn)接板
· 質(zhì)量比較好的排針
TI AMPQUICKKIT-EVM的外包裝及其簡潔，一張卡紙折疊外面附著一個透明包裝袋。正面寫著樣片型號和“解鎖新可能”的slogan。
AMPQUICKKIT-EVM包裝袋背面貼有有mouser的訂單信息標(biāo)簽(此開發(fā)板為mouser購得)和TI的關(guān)鍵信息貼簽。
打開AMPQUICKKIT-EVM包裝袋，給外包裝卡紙背面來個特寫：
可見AMPQUICKKIT-EVM卡紙包裝背面主要介紹了套件特性和TI Design Precision使用的相關(guān)信息，后文我們也會詳細(xì)講解。
打開卡紙包裝后，這就是全部的東西了，一張快速開始說明，一張TI自己的推廣卡片，六個運放，一個轉(zhuǎn)接板和兩列排針。
AMPQUICKKIT-EVM運放的樣本使用單獨的防靜電自封袋包裝，黑色標(biāo)簽紙貼明了其各自的型號。
圖 運放樣品
這里我們隨便拿出其中一個運放給大家拍了一下，因為器件太小，手機(jī)相機(jī)聚焦有限，因此不是很清晰。
AMPQUICKKIT-EVM轉(zhuǎn)接板和排針的質(zhì)量看起來非常不錯，TI的品質(zhì)一如既往值得信賴的。
圖 轉(zhuǎn)接板與質(zhì)量比較好的排針
AMPQUICKKIT-EVM的造型就是讓人一看到就想到烙鐵的類型,很貼心.
圖 轉(zhuǎn)接板的應(yīng)用圖解
但是本文的主題我想限定在軟件模擬的上面.至于動烙鐵真實的測量我想留在以后的文章當(dāng)中.
AMPQUICKKIT-EVM內(nèi)6個運放的主要參數(shù)如下圖所示：
TI官方也給出了6種運放的簡單參數(shù)對比:
圖 運放的簡單參數(shù)對比表
簡單看來,電壓較寬的器件靜態(tài)電流會大一些,帶寬大的器件也會有較大靜態(tài)電流.從價格來講寬電壓的要貴一些.當(dāng)然這只是一些簡單的參數(shù)對比,要想全方位的了解這些運放,必須從datasheet上來詳細(xì)研究.后文制作模型會講到.
SPICE簡介與TINA-TI軟件
談到SPICE,有的工程師可能比較了解,另外一些工程師可能只是聽說過這么個東西.對SPICE的了解與否可以作為判斷硬件工程師的類型.每個人有自己的工作方式,也無可厚非.但是對于真正想在硬件設(shè)計上達(dá)到深入了解的工程師,我的建議是必須對SPICE有較深入地掌握.
SPICE本身是電路仿真的開山之作,是我們熟悉的加州伯克利開發(fā)的電路仿真軟件.剛開始由于當(dāng)時計算機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r只能在服務(wù)器,小型機(jī)這種性能較高的計算機(jī)上運行.后來有公司開發(fā)了個人電腦用的PSPICE.隨著計算機(jī)向個人普及的趨勢,后來大家也將PSPICE,SPICE混淆著使用了.只要大家明白是甚麼回事就行了.如今電路仿真的領(lǐng)域,只要是電路仿真,幾乎都是繼承SPICE的發(fā)展道路,只是各個公司的產(chǎn)品在細(xì)節(jié)上有些許不同.很多我們熟知的軟件其實都是SPICE的后續(xù)發(fā)展.比如畫電路圖的Altium Designer, OrCAD其實都有SPICE仿真的功能,只是大家都忙于畫電路圖,很少注意這個功能.當(dāng)然專業(yè)用于仿真的軟件還是應(yīng)用廣泛一些,比如學(xué)生用的多的MultiSim也是SPICE的一種.
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