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[参考译文] LMH6321:使用 LMH6321实现高随机电容(500p)负载和高频(20Mhz)的最佳电路

Guru**** 2502205 points
Other Parts Discussed in Thread: LMH6321, TINA-TI

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/1114833/lmh6321-best-circuit-to-use-lmh6321-to-high-parastic-capacitive-500p-load-and-high-frequency-20mhz

器件型号:LMH6321
主题中讨论的其他器件: TINA-TI

大家好、

你好。 我有一个高速信号进入 PCB、由于高参数电容(可能约400pf)、我无法将高速信号(约20Mhz)直接用于数字输入输出卡。 现在、我使用 LMH6321作为缓冲器来提高压摆率。 请找到相同的原理图。

我在实际 PCB 中看到一些比预期的延迟。

我将 CL 保持开路。 (是否会导致问题?)

此外、还连接了一些示波器信号、其中5MHz 为输入、20Mhz 为输入。

绿色信号-从缓冲器 LMH6321输出、红色信号-输入至缓冲器。

我的问题是:

1) 1)我看到、如果我们使用一些极化的高电容器作为电源偏置导通电容器、这是否有助于提高压摆率?

2)、是否有更好的电路可将其用作高频(20Mhz)和高容性负载(400p)的缓冲器。

P.S 我还可以将 DIO 上的输入控制为高阻抗或50欧姆、如果这样、最好使用哪种电路?

此致、

Tarun Kumar

e2e.ti.com/.../Lmh6321.TSC

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    您好、Tarun、

    如果您的信号包含谐波、400pF 意味着20MHz 时的阻抗为20欧姆、200MHz 时的阻抗为2欧姆。 压摆率为1800V/μ s 时、µs 电流尖峰为

    I = 400pF x 1800V/µs μ s = 0.72A

    但 LMH6321的输出短路电流限制设置为300mA。

    这种高电流尖峰对于每个电路都相当不合适、会产生大量 EMI 和接地反弹。 是否有机会移除或至少减小该400pF 电容? 它来自哪里?

    Kai

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    更新:

    我使用了闭环配置。 而且驾驶能力看起来很有希望。 你怎么看? 但是、流经输出的电流显示出一些不切实际的电流。这是一种使用它的好方法。  

    e2e.ti.com/.../Lmh6321_5F00_closedLoop.TSC

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    您好、Tarun、

    400pF 的来源是什么?

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    寄生效应主要 来自 NI 的高速数字输入输出模块(PXI 6555模块)的输入。 400pf 只是一个猜测、因为我没有任何文档来说明它、而且现在也可以计算它。 路径中某些继电器的寄生效应(需要)。

    Tarun

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    您好!  

    您是对的、电路在一段时间内正常工作。 但有时 IC 变得非常热、并且在缓冲器的输出上看到巨大的振荡、以及一些与缓冲器无关的其他信号

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    您能否提供此模块数据表的链接?

    我不能相信"高速"模块的输入端有400pF 的电容。 在任何情况下、当您使用放大器驱动电路板时、您应该通过隔离电阻器将放大器的输出与电缆阻抗隔离、或者您应该使用具有电缆阻抗的串联端接。 如果这个高速模块具有50欧姆的输入、那会很有趣。

    Kai

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    e2e.ti.com/.../PXIe_2D00_6555_2D00_Specifications.pdf

    请在附件中找到它。  

    [~引脚 userid="339984" URL"/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1114833/lmh6321-best-circuit-use-use-lmh6321-to high-parastic-capitive-500p-load-and-high-frequency-20MHz/4131700#4131700]高速引脚可以看到此引脚的高速输入[此处为50 Ω]。

    是的、我可以将输入设置为50欧姆输入或高阻抗输入。

    [引用 userid="339984" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1114833/lmh6321-best 电路使用-lmh6321-high-parastic-capitive-500p-load-and-high-frequency-20MHz/4131700#4131700"、以便您在使用电缆端接放大器时、或使用电缆隔离器串联电阻器时、使用电缆隔离器[引用用户应使用电缆或电缆端接放大器时]

    一个1欧姆的小型串联电阻器应该能够实现吗?

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    您好!

    我已经连接了一些示波器信号、我看到随着频率的增加、输出电压会降低、有没有办法超过这个值?

    此处附加了14MHz 和20MHz 示波器信号、这些信号输入到此处所附的缓冲器电路。

    是否有更好的方法来解决这个问题? 谢谢。

       

    e2e.ti.com/.../Lmh6321_5F00_Working_5F00_HF_5F00_VD.TSC

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    您好、Tarun、

    首先、我会尝试确认 LMH6321输出端的杂散电容确实很高。 您可以使用以下电路检查它:

    e2e.ti.com/.../tarun_5F00_lmh6321.TSC

    将470R 电阻器安装在靠近 LMH6321输出的位置。 使用相当低的信号频率(此处为5MHz)、并将示波器图与 TINA-TI 仿真进行比较。 这样、您就可以估算 LMH6321输出端看到的负载电容。

    请在此处发布您的示波器图。

    顺便说一下、您是否在 LMH6321的输出端使用了任何电缆? 如果是、电缆的长度是多少?

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    请在附件中找到示波器查找图。 对于上述所有测试和本测试、我使用了小于10cm 的跳线。

    红色信号-输入 、绿色信号-信号输出

      -->当我在数字卡的输入端使用高阻抗终端时。

    (看起来杂散电容器大约为200p。

     -->当我在数字卡的输入端使用50欧姆终端时。

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    您好、Tarun、

    [~引语 userid="523744" URL"/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/111483/lmh6321-best 电路使用-lmh6321-to high-parastic-capitive-500p-load-and-high-frequency-20MHz/4131674#41374]I 已使用闭环配置。 而且驾驶能力看起来很有希望。 你怎么看? 但通过输出的电流显示出一些不切实际的电流。这是一种使用它的好方法。

    LMH6321不是驱动负载、而是驱动 VG1  

    Kai

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    哦、是的。  任何指针来解决这个问题?

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    您好、Tarun、

    [引用 userid="523744" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/111483/lmh6321-best-circuit-use-use-lmh6321-to high-parastic-capitive-500p-load-and-high-frequency-20MHz/4132388#4132cm]、用于上述所有测试和测试的跳线[引用、小于102cm]。

    哎呀!!! 在该频率范围内、单线不是一个好主意。 根据经验、单线具有相当大的电感、约为1nH/mm。 这将解释示波器图中可以看到的振铃:

    e2e.ti.com/.../tarun_5F00_lmh6321_5F00_1.TSC

    请避免使用较长的单根导线。 使用最短的导线。 每厘米、是的、甚至每毫米都很重要。 或者、在需要处理更长距离时、通过使用50欧姆端接电阻器和50欧姆电缆、更好地使用50欧姆技术。

    Kai

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    您好 Tarun、

    请随时向我们通报您的调试和实验进度。  如果我理解正确、您将在实验室中研究实际 PCB、并研究仿真。  如果情况不是这样、请帮助我理解。

    Kai 关于正确端接和高速布局的观点是准确的;在进行高速设计时、有很多需要考虑的因素。  如果您需要熟悉对高速设计的好奇心或问题、我建议您仔细利用热门资源。  我们也在这里为您提供帮助。

    最棒的

    阿尔茨

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    您好 Kai 和 Alec、

    [引用 userid="339984" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1114833/lmh6321-best 电路使用最好的 lmh6321-high-parastic-capitive-500p-load-and-high-frequency-20MHz/4132584#4132584"、每平方毫米一次引用[是/是]。

    你是对的。 我已将这些导线更改为卷带铜、我已经看到了很大的差异。

     -->以20Mhz 的时钟速度切换为铜线后

     -->以17MHz 的时钟速度传输铜线

    [引用 userid="339984" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1114833/lmh6321-best 电路使用-lmh6321-high-parastic-capitive-500p-load-and-high-frequency-20MHz/4132584#50 Ohm 电缆终端技术、使用更好的电缆终端电阻器]

     是的、我们将在设计最终 PCB 时使用它。

    [引用 userid="409192" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/111483/lmh6321-best -circuit-use-use-lmh6321-to high-parastic-capitive-500p-load-and-high-frequency-20MHz/4133656#43656]如果不是这样的情况、请勿使用引号[请帮助]。

    是的,你是对的,我是同时做的。

    [引用 userid="409192" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/111483/lmh6321-best 电路使用-lmh6321-to high-parastic-capitive-500p-load-and-high-frequency-20MHz/4133656#4133656#413656]如果您需要快速熟悉常见的设计资源或需要快速熟悉高频设计问题、可以鼓励您自己熟悉相关资源。"  [/报价]

    如果你分享这些东西,那会很棒。

    还有一个有关所附示波器图像的问题

    基本而言、现在 IC 正在生成20Mhz 信号-这是红色信号、该信号进入缓冲器、并作为绿色信号输出

    我的问题是、

    在蓝色框1中的信号中、我看到信号发生了变化、但这是预期的、但电压电平正常。

    在蓝色框2中的信号中、我看到移位以及电压电平都降低了...您认为这里的问题是什么?

    此外、我在这里附加 了15Mhz、16.6MHz、17MHz、18MHz 和20Mhz 的示波器图、在这里、我看到随着频率的增加、电压下降趋势

     --> 15Mhz

     --> 16.6Mhz

     --> 17Mhx

     --> 18MHz

     -20Mhz

     

    你们可以帮我解决这个问题吗?

    谢谢。

    B.R、

    Tarun

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    更新了:

    [引用 userid="523744" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/111483/lmh6321-best 电路使用-lmh6321-to-high-parastic-capitive-500p-load-and-high-frequency-20MHz/41341272MHz 、另请参阅此处引用的20MHz 频率范围图、并参阅此处引用的20MHz 频率范围图、以增加频率为166m18MHz、并参阅此处引用的频率4mh1218MHz、频率范围[中的频率为20MHz、并参考频率范围为20MHz、频率范围为15m18MHz、频率范围为20MHz、并参考

    现在我添加了另一个示波器通道(黄色)、它直接在 Lmh6321的输出端进行测量

     Lmh6321的输出端和数字卡的输入端之间连接了一根长度为3cm 的小铜线

    绿色信号-在数字卡上测量  

    您认为问题出在哪?

    B.R、

    Tarun

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    您好、Tarun、

    这种铜线完全不适合传输20MHz 方波信号。 电感过高。 我说"每毫米都很重要"、您会看到一根从地球到月球的铜线

    另一个问题是两个电路之间的接地连接。 即使您将该导线的长度减小到零、仍然会有接地导线的电感再次拉低信号。

    该导线的问题不仅在于其长度和电感、而且还与接地线形成环路。 您不仅必须将信号线从电路路由到电路、而且必须将接地线路由到附近。 这是这里的主要错误。

    您将需要一个实心接地层、个电路都位于该平面上。 距离必须是最小的技术长度、除非您使用端接微带线。 信号铜轨必须尽可能短、最好直接在实心接地层上运行。

    示波器图显示、您声称创建了一个所谓的"延迟线"。 当您将电感与电容相结合时、会发生这种情况:会产生相位滞后、从而延迟信号。 此外、在 LC 串联电路的谐振频率下会发生高通滤波和增益峰值。 这两者结合在一起、可以使信号四舍五入并延迟、与输入信号相比、某些长度的脉冲甚至可以具有更高的振幅。 所有这些都可以在示波器图中看到、并告诉有经验的设计人员您的设置不适合处理高频。

    Kai  

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    您好!

    感谢您的清晰解释。 明白。 是的、我在 PCB 中设计了一些电路块、稍后将在高密度 PCB 中实现。 但是在测试过程中、我们发现我们需要一些缓冲器、如 LMh6321。因此、我使用总线 PCB 和长接地路径来表征它的特性、如所附图片所示。非常凌乱。

      

    是否有针对这些频率设计 PCB 的建议或一些好资源?

    B.R、

    Tarun

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    [引用 userid="339984" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1114833/lmh6321-best 电路使用-lmh6321-high-parastic-capitive-500p-load-and-high-frequencial-20MHz/4134328#4134328]、这不仅是接线长度问题、而且也是接线长度问题。" 您不仅必须将信号线从电路路由到电路、而且必须将接地线路由到附近。 这是这里的主要错误。

    我们是否可以使用仿真来生成该误差、以便更好地了解电压的降低情况?

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    您好 Kai、

    我已经改进了一些接地、我已经看到了很大的差异。

     ->20Mhz 时钟频率

     --> 20Mhz 输入频率。

    谢谢、Kai。

    [~引用 userid="523744" URL"/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/111483/lmh6321-best-circuit-use-use-lmh6321-high-parastic-capitive-500p-load-and-high-frequency-20MHz/4134352#4134134352"[引用这些建议或简称 PCB/良好的设计资源]

    有些资源应该很好

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    感谢您的支持 Kai!  

    您好 Tarun、

      以下是一些有关高速设计 PCB 布局注意事项的资源:  

      另一种高效的方法是使用我们的器件 EVM 作为指南、可在硬件开发选项卡下找到该指南。 我们在 EVM 和用户指南的产品文件夹中提供光绘文件和指南/图片。 例如 :www.ti.com/.../LMH6321MR-EVAL

    谢谢、

    Sima  

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    感谢 Kai 和 Sima 的支持

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    祝你好运

    Kai