OPA847: 使用OPA847制作的跨阻放大器电路输出电压波形畸变，且幅值太小，请各位专家答疑解惑

您好，

已经收到了您的案例，调查需要些时间，感谢您的耐心等待。

在这里附上TINA仿真的电路图：

我还有几个问题想请问下专家：

1.对跨阻放大器直接输入正弦电压信号，输出波形随着信号频率增加逐渐变回正弦波，不知道什么原因；

2.使用LED发射正弦波被光电二极管接收，输出波形的噪声很大，出现难以辨认的杂波，但是示波器显示频率与信号发生器的频率可以一一对应，改变信号发生器频率，杂波的频率也随之改变，考虑是输出发生严重畸变，不清楚原因。

经过测试发现，在没有连接光电二极管时，使用信号发生器输入电压，板子没有接电源，输出也能测到和输入一样的波形，也是不清楚问题在哪

这里补充一下由LED发射正弦波信号接收后的波形图像：

您好，

感谢您发布查询。

我方面的看法和评论很少。

• 我在图3中看到、LED 发射的正弦波具有40MHz 频率、但我不确定示波器上的"MU"单元表示什么、您能否说明这一点？
• 我在 TINA-TI 上检查了客户电路的稳定性、Cf 为0.7pF 时的相位裕度约为40度、这有点稳定、因为我们需要45度的相位裕度来实现出色的稳定性。
• 客户应用需要的 TIA 带宽是多少？ 目前、TIA 带宽为267MHz (Cf 0f 0.7pF)、而较高的带宽会导致系统中的噪声更大。
• 要测量 TIA 输出、您要使用什么探头或探头电容是多少？
• 您提到："通过将正弦电压信号直接输入到互阻抗放大器中、输出波形会随着信号频率的增加逐渐变回正弦波、导致这种情况的原因不知道；"您在哪里提供输入电压？ 在 IN+？
• 未连接光电二极管时、您是否意味着您在 TIA 输出端看到一些振荡？

您好，谢谢您的回复

我将一一答复：

1.MU表示测量到的接收信号的峰峰值为8.0mV

2.仿真时进行了相位裕度的仿真，但是在1.5k放大倍率，300M带宽左右的要求下自己无法调出大于45度的相位裕度

3.设计的要求是300MHZ带宽

4.使用的是实验室的多个探头测试的，探头时间久了不清楚探头电容

5.输入的正弦信号是在电路图上P2的3引脚输入的

6.在未连接光电二极管时没有震荡，之前刚做好电路时存在震荡现象，但是通过修改反馈电容以及在输出串联一个51欧姆电容后，输出震荡消失了

再次谢谢您的答复

经过后续测试发现，在不接光电二极管时，在输入端输入正弦波信号，输出没有噪声与畸变，但接入二极管接收LED发射的光时，电路出现极大的噪声，LED发射端经过测试发射的光波形正常无噪声。想请问下专家，是否是接入二极管导致电路不稳定的原因，但是盖住光电二极管时电路没有震荡输出。

您好，

我正在研究它、我们会提供更新信息给您。

您好，

正如您提到的那样，如果光电二极管连接(偏置正确)并被覆盖(光电二极管上没有外部光)，TIA输出是稳定的，不会振荡的。 这证实了TIA是稳定的。 要交叉检查此事实，您可以为运算放大器输入+提供步进输入，并检查TIA输出是否过冲和振铃。 在稳定的TIA中，输出应跟随输入(in+)，最小的过冲和振铃。
最好在输出端添加串联电阻器(隔离电阻器)，以补偿探头电容。 但是,由于负载电阻为50欧姆,由于输出处的分压器,Riso会将总TIA增益减少一半。

您好，谢谢您的回复

输出已经串联了一个50ohm电阻器，但是输出波形如同我上一个放出来的图一样噪声太多，抖动过大，我想请问下如何解决这个问题。

您好，还有一个问题想请问下您

我应该如何在TINA中将系统相位裕度调整为45度以上，之前多次修改电阻电容值都无法实现，希望您能给出一些建议

您好，

经过测试，覆盖光电二极管后，输出没有发生震荡，这和拿掉光电二极管的情况下输出的波形是一样的

您好，

我们正在调查此事，将会在最早后天给您回复。

经过又一次测试，发现输出的信号中的噪声很有可能是因为第一级放大倍数不够导致第一级输出的信号就已经淹没在噪声里，进而第二级放大出来的也是淹没在噪声里面的信号，在这里想请问下各位专家，提升第一级放大倍率会导致带宽降低，是否需要更换芯片，如果需要，能否请各位专家推荐一个芯片型号

谢谢专家回复，这里整理一下所有的问题：

1.第一级跨阻放大器在雪崩二极管没有通电时，输出一个2mV到4mV的噪声，这将导致在雪崩二极管通电时输出的峰峰值为7mV的波形带有2mV到4mV的噪声，这可能会导致第二级放大出现较大噪声；

2.根据第二级输出的波形和查阅资料，怀疑是阻抗不匹配导致有回波，但是输出线已经串联了51ohm电阻，并且两级之间也串联了51ohm电阻，不清楚是否是阻抗不匹配引起的波形畸变；

3.第一级跨阻放大器进行1500倍放大，但是第一级输出的波形峰峰值只有7mV，是不是意味着雪崩二极管输出的光电流只有5uA，但是这个雪崩二极管在已有的模块（同样为OPA847）中放大1200倍即可输出200mV的电压波形，是否是雪崩二极管输出电流太小导致放大后的电压波形峰峰值过小，请问专家是否雪崩二极管没有正常工作；

4.在SMA接头处连接SMA转BNC线进行测试，发现只要输入接入SMA转BNC线就会发生震荡，考虑是因为SMA转BNC线是容性导致的，那么我应该如何在没有给雪崩二极管通电时测试整体电路。

主要困扰我的问题是为什么雪崩二极管输出的电流如此小，但是在已有的模块中又能输出较大的电流，并且电路输出的2mV到4mV噪声应该如何消除。

您好，

感谢您的更新。

能否再问几个问题？

1,偏置电压是多少？它们如何决定为光电二极管提供何种偏置？
2,光电二极管偏置电压引脚上是否存在去耦电容？
3,进行 TIA 稳定性测试时、他们是完全断开光电二极管与 TIA 的连接、还是直接关闭光电二极管的偏置电压？ 在这两种情况下、TIA 所见的电容会有所不同、这将显著影响 TIA 的稳定性。

您好，感谢您的回复

1.偏置电压是100V，可调范围25V-175V，在二极管负极提供偏置电压

2.没有去耦电容

3.直接关闭二极管偏置电压进行测试的，没有断开光电二极管连接

再次感谢您的回复

各位专家，您好

又经过一次测试，发现BNC转SMA线不弯曲而是伸直连接示波器，电路无震荡，但测试仍然发现2mV左右的噪声，并且弯曲BNC转SMA线电路震荡，不清楚其中原因

您好，

测试TIA稳定性时，应保持光电二极管偏置，否则TIA输入将看不到光电二极管电容(这是TIA不稳定的主要原因)。
您还可以为APD偏置添加去耦电容器，这将拒绝来自电源的高频噪声。
如光电二极管数据表(LSSAPD9-500)中所述，您应将APD偏置为0.85*VBR (击穿电压)，以获得100倍的乘法增益(根据乘法增益要求偏置)。 如果偏置不符合所需增益，当光线落在APD上时，APD将不会流动足够的电流。
我也无法在原理图中找到第二个放大阶段，是否在TIA阶段之后？

您好，谢谢您的回复

1.保持APD的偏置，电路在刚开始没有震荡，但几秒后出现如下波形：

2.已经为APD添加了去耦电容器，但是仍有小幅度震荡发生

3.经过昨晚测试，电路可以输出波形，波形如下：

可以看出有信号接收到，但是正弦波上存在小幅度的噪声，不清楚是震荡还是噪声

4.第二个放大是一个电压放大电路，整体电路如下，原理图上电源在实际中都使用了电容进行去耦：