THS4500: 共模输入电压范围 Common-mode input range

gravity

Intellectual 290 points

Part Number: THS4500

您好，请教一下“共模输入电压范围”（Common-mode input range）是指哪个电压的范围？

原理图中Vs供电为±6V，OUT1输入范围是1.7~4.9V，VOCM=0.9V, 放大器的负极输入为1.7V，放大倍数RF/RG=500/800=0.625.

我的共模输入电压范围是多少呢？

另外根据THS4500手册，当Vs=5V时，共模输入范围最大值为2V，代表最大范围是Vs-3V?

器件的供电电压范围是否可以非对称，例如Vs+=10V, Vs-=-5V?

谢谢！

3 年多前

0 gravity 3 年多前

Intellectual 290 points

补充一个问题，THS4500手册，Vs=±5V时，differential output voltage swing等于±7.4V左右；Vs=5V时，differential output voltage swing等于±2.8V左右. 这个范围是VOUT+和VOUT-均在这个范围即可，还是（VOUT+减VOUT-）的范围？器件没有负电源，输出也可以为零以下吗？

0 Amy Luo 3 年多前回复 gravity

TI__Guru**** 185470 points

您好，

共模输入电压范围”（Common-mode input range）是指运放同向输入电压V_P和反向输入电压V_N之和，然后除以2，即(V_P + V_N)/2；

关于共模输入电压范围，数据表23页右上方有计算公式，如下截图：

以上计算存在疑问，您可以回帖反馈。

gravity 说：
另外根据THS4500手册，当Vs=5V时，共模输入范围最大值为2V，代表最大范围是Vs-3V?

是的，可以这样进行估算其他供电电压下的输入共模电压范围。

gravity 说：
器件的供电电压范围是否可以非对称，例如Vs+=10V, Vs-=-5V?

可以的。

gravity 说：
补充一个问题，THS4500手册，Vs=±5V时，differential output voltage swing等于±7.4V左右；Vs=5V时，differential output voltage swing等于±2.8V左右. 这个范围是VOUT+和VOUT-均在这个范围即可，还是（VOUT+减VOUT-）的范围？器件没有负电源，输出也可以为零以下吗？

差分输出电压范围指的是VOUT+减VOUT-的范围。是的，器件没有负电源，输出也可以为零以下，但是请注意是运放管脚VOUT+减VOUT-的范围。

0 gravity 3 年多前回复 Amy Luo

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非常感谢您的回答，补充两个问题

1，运放同向输入电压V_P和反向输入电压V_N几乎相等？我的原理图中OUT1的范围无所谓，只需要考虑运放管脚处V_P和V_N的电压在范围内即可？

2，手册第7页，当Vs=5V, output common-mode voltage control中的input voltage range 是1.3~3.7V. 这个电压是不是提供给VOCM的电压，如果VOCM=0.9V，就不能单电源供电了？

3，手册第4页，input impedance=10MΩ？这是运放是输入电阻？很大了。但是根据手册第1页的“application circuit diagram”，在运放同向端之前还有50Ω，56.2Ω和374Ω，运放的输入阻抗如何计算呢？这个关系到前一极的驱动能力（它只能驱动100k以上的电阻）

0 Amy Luo 3 年多前回复 gravity

TI__Guru**** 185470 points

1、是的，根据运放虚短的原则，V_P=V_N；是的，共模输入电压是指的运放输入管脚处V_P和V_N的电压，需要根据上面截图公式验证在您的输入信号范围内满足运放的共模输入电压要求。

2、是的；是的；

3、手册中的50Ω，56.2Ω和374Ω 是应用在高频接收端的。高频电路需要单端阻抗匹配50Ω，手册中的50Ω，56.2Ω和374Ω电路是为全差分放大器设置的特定的50Ω负载阻抗，以匹配信号源。

0 gravity 3 年多前回复 Amy Luo

Intellectual 290 points

针对刚刚的问题3，所以此时放大器电路整体的输入阻抗变成56.2Ω//10MΩ≈50Ω左右？需要前一极的驱动能力很强才可以？

如果不是高频信号，为了提高放大器电路的输入阻抗，并联电阻应该由56.2Ω改为100k, 1M，甚至10M？

0 Amy Luo 3 年多前回复 gravity

TI__Guru**** 185470 points

不是的，是56.2Ω||(374+392||392||402)≈50Ω

这里是接收高频信号，需要阻抗匹配，这样信号才不会反射回来。

如果不是高频信号，就不需要并联电阻，输入阻抗就是374+392||392||402。

0 gravity 3 年多前回复 Amy Luo

Intellectual 290 points

1. 如果不是高频信号，最前端的串联电阻50Ω和并联电q阻56.2Ω都去掉呗？

2. 实际电路中，前一级是探测器，探测器手册上“模拟输出的最大负载能力可以驱动100kΩ电阻和10pF电容”，如果我想采用THS4500这种差分放大器，应该如何配置呢？起码RF和RF就要达到100k的量级了，好像和运放手册推荐的500欧姆左右有很大差距呢。

3. 另外运放本身通常都是高输入电阻（10M）,按照推荐电路，这个高输入电阻岂不是没用了？或者我得使用什么样的运放才能满足探测器驱动能力的要求呢？

4. 如果差分运放不适合，是不是只能用单端输出的放大器，输入阻抗不受反馈电阻和增益电阻的影响，如下图。同向端输入电阻：100Ω+芯片本身的输入阻抗

0 Amy Luo 3 年多前回复 gravity

TI__Guru**** 185470 points

1、是的；

2、您可以考虑加一级电压跟随器，电压跟随器的输入阻抗较高，输出阻抗较低。

3、10M输入电阻不算高，一般高输入电阻到G级或T级；数据手册推荐的电路一般都是应用在高速信号中的，输入端都有做50Ω阻抗匹配。

4、是的，也可以使用同向放大电路，同向放大电路输入阻抗很高，输入阻抗即是运放本身的输入阻抗。

0 gravity 3 年多前回复 Amy Luo

Intellectual 290 points

好的，谢谢您，最后一个问题吧

因为电路板尺寸受限，不能增加电压跟随器。是否可以选择50k~100k的RF和RG呢？

我看手册第24页介绍反馈电阻和增益电阻时：“Since the THS4500 family of amplifiers is developed with a voltage feedback architecture, the choice of resistor values does not have a dominant effect on bandwidth, unlike a current-feedback amplifier”， “While there are no strict rules about resistor selection, these trends can provide qualitative design guidance.”

+1 Amy Luo 3 年多前回复 gravity

TI__Guru**** 185470 points

别客气。

数据手册那段主要讲反馈电阻的选择对高频性能的影响。Table 3也是高频应用中的阻值推荐。

数据手册有说“Amplifier loading, noise, and the flatness of the frequency response are three design parameters that should be considered when selecting feedback resistors（放大器负载、噪声和频率响应的平坦度是选择反馈电阻时应考虑的三个设计参数）

撇开高频的影响，“电阻值越大，产生的噪声越大；电阻值越小，放大器的负载越重，导致失真性能降低。”这一点我认为在您的应用中也需折中考虑。

另外，增益电阻的值，应该只影响输入阻抗和电路增益。

综上，RG应该没问题，RF在这个范围应该算是值偏大，造成的影响主要是噪声高一些。