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[参考译文] OPA847:用于嵌入式增益互阻抗设计的OPA847振荡

Guru**** 633805 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA847, OPA855
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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1086289/opa847-opa847-oscillation-for-embedded-gain-transimpedance-design

部件号:OPA847
主题中讨论的其他部件: OPA855

要获得 具有  1kV/A和200MHz带宽的TIA电路,使用单opa847似乎还不够,我尝试使用  嵌入式增益互阻抗设计方法,该方法在其环路中使用2安培,如下所示:

但在Tina模拟中输出不稳定,如下所示:

有人能告诉我如何解决这个问题吗?这是我的.tSC文件。

e2e.ti.com/.../opa847_5F00_tia-_2D00_-enbeded.TSC

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    您好,Baolin,

    您可能会对以下主题感兴趣:

    https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/107.8878万/opa855-wideband-composite-photodiode-tia-4kohm-500mhz-oscillates/3993896?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=sven%20opa855#3993896</s>399.3896万 399.3896万

    Kai

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    Kai,

    感谢您的快速回复。

     但我想知道 ,在相位稳定性分析的条件下,显示出足够的相位余量,为什么 在输出方面仍然存在稳定问题?

    e2e.ti.com/.../opa847_5F00_tia-_2D00_-enbeded2.TSC

    谢谢  

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    您好,Baolin,

    为什么不使用OPA855?

    e2e.ti.com/.../baolin_5F00_opa855.TSC

    e2e.ti.com/.../baolin_5F00_opa855_5F00_1.TSC

    Kai

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    Kai,

    很高兴您的回复和问题!

    我只是遇到了这个奇怪的问题,对于相同的探测器和相同的射频增益,但是使用opa855的TIA带宽是opa847的一半,我感到很奇怪,

    同样在实践中,opa847的带宽比理论值低,看起来opa847只有2800Mhz GBP。

    这是opa847和opa855的SCHS:

    宝林  

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    您好,Baolin,

    带宽降低(和不稳定!)的一个原因 在TIA应用中,会在光电探测器和TIA输入之间引入不必要的电感。 印刷电路板上的每毫米铜轨和每毫米的简单电线都会增加1nH的电感。 因此,除非光电探测器位于最近的位置(!!!) 对于TIA输入,您永远不会获得TIA的全部带宽:

    e2e.ti.com/.../baolin_5F00_opa855_5F00_2.TSC

    是的,这里每一毫米都很重要!

    考虑使用8MHz OPAMP。 您是否认为输入端的1 m 长接线在可靠和稳定的设计中是可以接受的? 好吧,我不会。 现在考虑使用8GHz OPAMP。 8GHz OPAMP比8MHz OPAMP快一千倍。 这意味着您应该将所有布线缩小一千倍。 但是1 m / 1000 = 1000 mm / 1000 = 1 mm。 因此,8MHz运算放大器的1 m 接线看起来就像8GHz运算放大器的1 mm 接线。

    嗯,我已经看到了许多OPA855电路,其中光电探测器是50 mm ,甚至更远离TIA输入。 转换为8MHz运算放大器,这将是关于50 m 等的。 您认为这是可以接受的吗? 即使使用8MHz OPAMP,这样的距离也可能会导致严重问题。 但使用8GHz运算放大器,这简直是致命的

    Kai  

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    Kai,

    绝对有帮助!

    这个理论包含了实验中的苯丙酮!

    我将重新设计我的赛道并进行测试,祝它 取得好的成绩!

    非常感谢!  

    宝林

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    祝你好运

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    Kai,
    我已经按照以下方式重新设计了847和855电路,尽力在需要的地方缩短轨迹长度,
    在测试结果中,我没有发现比以前更好的了,几乎和以前一样。
    在单探测器模式下,opa855的带宽为30Mhz,而opa847的带宽为90Mhz,cs是25PF,增益为1kV/A,这表明OPA847的GBP更差,低于2.8GHz。
    可能是电阻和电容或PCB的质量导致电路工作不好??

    以下是3D电路:


    宝林

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    您好,Baolin,

    很抱歉,您的电路有问题。

    好的,让我们尽量简化事情,并尽可能遵循数据表建议:

    请记住,输出端的50R端接电阻器不应连接到引脚1,而应连接到引脚6。

    -取出OPAMP +输入端的所有东西,将其直接连接到信号接地。 使用三通电连接至信号接地。

    -取出光电探测器上的所有偏置物,将它们直接连接到信号接地。 使用三通电连接至信号接地。

    -避免使用不均匀的去耦合盖(大小和电容不均)。 这会导致非常重的意外共振,从而完全破坏去耦合性能。 相反,在0603和X7R中,应使用单个2µ2 μ m或4µ7 μ m的陶瓷高盖,并将其直接安装在引脚4处。 如有必要,将另一个相同的盖与此电容器并联。 使这两个盖子的布局完全相同。 通过使用三个导通孔将盖的接地引脚连接到信号接地,以将寄生电感保持在绝对最小值。

    在针脚7处执行相同操作。

    -在电源电压线路中安装铁氧体磁珠和小电阻,以便形成LRC低通滤波器。 将这些铁氧体磁珠和电阻器直接安装在去耦盖的前面。 我更喜欢太京裕登的FBMH1608HM601。 使用2...22R电阻器。 播放一些值。

    -使用微带技术使电缆连接器的铜轨看起来像50R线。 为此,在顶层添加一个地面基准面。 从这一额外的接地平面上,整个电路,特别是去耦措施将大大受益。 用尽可能多的通孔连接两个接地板。

    -如果可以,可选择使用带有附加接地平面的4层板。

    -如数据表的图12-1所示,打开引脚1和2处的所有接地板。

    -不要忘记使用散热垫并正确连接。

    -不要将电路放置得太靠近印刷电路板的边缘。 这将降低固体地面平面的性能,因为在边缘附近运行的信号不再能看到真实平面。

    为了说明我的意思,请参阅我刚才为另一个线程制作的示例板:

    Kai

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    您好,Baolin:

     复合回路中的高速放大器即使在理论上也难以稳定。 在实践中,随着寄生虫的增加,这就变得更加困难。  

     在模拟中,上述复合OPA847显示了非常低的相位余量:

     如果需要更高带宽的更高增益,是否可以像Kai之前建议的那样使用OPA855将设计切换到级联TIA?  

    e2e.ti.com/.../OPA847_5F00_Composite_5F00_TIA.TSC

    谢谢!

    Sima  

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    您好,Sima,

    我完全同意你的看法。 在模拟中,我无法使级联放大器稳定运行,互阻抗降至1kV/A,同时达到>200MHz的带宽。 4kV/A无问题,1kV/A无任何机会。

    Kai

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    您好,Sima,

     你能给我介绍一下在Tina中设置两条曲线(即AOL和NG)的参考吗? 我只有AOLBETA 和Beta曲线。

    宝林  

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    您好,Baolin,

    您可以通过打开后处理器找到它们:

    并观看此TI培训视频,了解如何使用后处理器:

    https://training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps-stability-spice-simulation?context=113.9747万-1139745-14685-1138805-13850</s>113.9745万 1.4685万113.8805万1.385万

    Kai