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[参考译文] LMH6554:级联 CFB 全差分放大器的设计问题

Guru**** 2924050 points

Other Parts Discussed in Thread: LMH6554, TIDA-00659, LMH5401, THS4511, THS4509

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1651342/lmh6554-design-issues-of-cascaded-cfb-fully-differential-amplifiers

器件型号: LMH6554
主题中讨论的其他器件: TIDA-00659LMH5401THS4511THS4509

尊敬的先生/女士:

我有一个涉及小信号放大的应用场景。 我需要设计一个 4 级级级级联 CFB 全差分放大器、每级提供 10 倍的增益、信号带宽为 250MHz。 初步选择是 LMH6554。
级间设计是否可以参考 TIDA-00659 设计文档中的电路? 此外、级间设计应如何平衡信号完整性匹配和前一级的最佳输出负载、同时满足下一级的 RF 和 RG 电阻要求?
根据 TIDA-00659 设计文档中的电路、前一级的输出负载仅为 100 欧姆。 如果上一级运算放大器的理想负载为 1000 欧姆、则该差异非常大。 或者是否不需要充分考虑上一级运算放大器的输出负载?

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    您好:

    您可以在多个级级级级联 LMH6554、例如 TIDA-00659。 不过、也有不同的注意事项。   

    至于优化级之间的负载、而 LMH6554 的输入在纸张上具有低阻抗、只要输入之间的虚拟短路保持在每级的负载以下、则主要是 Rg、并且每个输出上没有像 LMH5401 一样需要担心的内部 10 欧姆电阻。  

    如果级接近、而阻抗匹配不应该是问题、但 LMH6554 通常需要 200 Ω 至 300 Ω 的 Rf、因此 10X 的增益将在级之间产生 20 Ω 至 30 Ω 的 Rg、或高达 60 Ω 的总负载、这有点低。 在这种情况下可能会看到额外的失真、很难说是多少。 很多时候、这些器件针对 100 欧姆负载进行优化、如果过多地增加射频补偿会降低带宽。

    您是否担心增益平坦度或高达 250MHz 的特定 Vpp? 这将帮助我确定我们可以增加多少射频或要考虑哪些替代器件。

    谢谢、

    Evan

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    您好:

    对于 250MHz 的目标信号带宽、我希望带内增益平坦度为 0.3dB。 如果无法实现这一点、那么 200MHz 处的 0.3dB 平坦度也是可以接受的。

    在我的设计中、输入信号是可调节且可控的;我只知道最终差分运算放大器级的峰峰值输出信号在 1V 以内

    为了级联多个 LMH6554s、交流耦合或直流耦合是否更好? 在之前的类似产品设计中、我们使用了直流耦合。

    该设计用于原理与激光雷达类似的产品中、其中前端是 APD 通过 TIA(跨阻放大器)生成的小信号。

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    您好:

    感谢您提供的信息、非常有帮助。 我认为我们不能将 Rf 增加到超过 300 欧姆、那么、如果您的输入信号是可控的、那么可能最好使用 5V/V 的增益、而使用 40-60 欧姆的 Rg。

    如果负载确实影响性能、另一种选择是在不同级之间进行阻抗匹配。 如果它们足够接近、则并不是真正必要的、但它通过串联 49.9 欧姆来减轻负载。 您只会得到 6dB 的中间压降。

    我实际上认为交流耦合将更好地实现整体性能。 不过、对于与 LiDAR 类似的一点、我的理解是脉冲边沿至关重要、因此交流耦合会将速度减慢一点、可能需要优化确切的值。  

    如果我认为任何其他器件都具有类似的性能、我将查看并回复您。

    谢谢、

    Evan

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    你好:谢谢你的回答,这是非常有帮助的。 接下来、我将进行一些仿真、构建一些用于调试和验证的测试板、并查看实际性能。

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    很高兴我能提供帮助! 再次重申一下、THS4509 或 THS4511 将是下一个不具有电流反馈的最接近的替代方案。 它们具有最小稳定增益、但在高达 100 Ω 差分负载下具有良好的 HD。 否则、同样的注意事项适用。 LMH5401 是下一次巨大的跳跃、可能会大材小用。