Other Parts Discussed in Thread: OPA858DSGEVM, OPA858, OPA855, TINA-TI, LM324, OPA859
您好！
我最近从 TI 购买了 OPA858DSGEVM。 我想使用此评估板设计一个稳定的跨阻放大器。 请在下面找到光电探测器规格：
1)电容：650fF
2)最大电流= 330uA
3)最大输出电压= 500mV
4)所需带宽= 500MHz
您能帮您设计稳定的 TIA 吗？ 我设计的那个看起来会振荡。
您好、Shine、
以下是我根据您的上述设计要求和参数在 TIA 计算器中使用的值：
谢谢、
Sima
感谢您提供的信息、但您能告诉我为什么" 根据 OPA858和 OPA855的数据表、400MHz 的数据表范围"。 这是否意味着闭环带宽被限制在此频率下？
您好、Shine、
这是一个值得指出的好数字。 使用更高的反馈电阻器时、带宽将会降低。 但是、由于您只需要1.5千欧、因此您应该能够达到500MHz 的闭环带宽。
使用 OPA858 GBP、电阻为6k Ω：
很难实现0.079pF、因此将反馈电容器增加到0.1pF 将使闭环带宽达到400MHz 左右。
谢谢、
Sima
您好、Sima、
感谢您的输入。 既然我们已经决定使用500MHz 的闭环带宽将跨阻增益系数降低到500、但我们需要同相输出。 光电二极管电流需要在0uA 至500uA 之间测量、并应分别在最终输出端提供0V 和+250mV 电压。 此外、请注意、我们无法更改光电二极管的方向、因为它已经嵌入在光子芯片中、并且其阳极需要连接到运算放大器输入。
但在使用 OPA858时、我面临的问题是在互阻抗配置中、在仿真过程中、我会获得反相输出。 这是因为光电二极管阴极连接到+2V 的正偏置电压、而我提到的阳极连接到运算放大器的反相端子。 现在、我可以想到的解决方案是在现有跨阻放大器的输出端使用另一种单位增益反相运算放大器配置、但它不会增加额外的信号完整性问题、我是否仍然可以获得500MHz 带宽？ 或者、如果我很好地考虑 PCB 布局设计以实现该带宽、是否正常？ 我想使用同相配置、但这不会影响互阻抗放大器的真正本质、因为我们只是使用端接电阻器(例如49.9E)将电流转换为电压、然后放大电压？ 它在所有方面是否都具有与反相跨阻放大器相同的性能？ 因此、我的问题是、我们是否有单个运算放大器解决方案、通过使用一些额外的偏置技术、在给定规格下实现0至+250mV 的输出。
但上述配置提供与反相配置相同的增益。 49.9x (1+450/49.9)= 499.9。 它的工作方式是否也一样？ 如果没有、我是否知道您建议的解决方案？
您好、Shine、
您可以通过以下方式实现信号反转：
e2e.ti.com/.../shine_5F00_ths4304.TSC
您的光电检测器是否直接连接到 OPA858？ 距离是多少？
Kai
谢谢。 这看起来不错、但您能告诉我该电压在该设置中是如何反转的？ 此外、如果我正确设置了增益、这是否意味着我可以在0uA 至500uA 电流下获得0V 至250mV 的正直流摆幅？ 您能否为500E 设置增益、看看性能是否仍然良好？
使用的光电探测器具有2.5GHz 的带宽、但我们仅需要500MHz 的带宽。 这仍处于设计阶段、因此我可以在光电探测器和反相终端之间添加电阻器、以获得正确的输出。 以下是一个简单的示例、仅显示光电二极管偏置方向；
您好、Shine、
这是另一个逆变器：
e2e.ti.com/.../shine_5F00_opa859.TSC
回答您的问题：
探测器通过 RF 的电流方向是正确的。 当探测器接收到光时、您会得到负输出电压摆幅。
但 OPAMP 的输入偏置电流和通过光电探测器的偏置电流(暗流)将流经射频。
我是否可以再次询问：您的光电探测器是直接连接到 OPA858还是远程？ 距离是多少？
Kai
谢谢。 但似乎有些混淆。 这里是我对您提供的电路进行的分析。 当增益增加到500E 时、带宽会显著降低。 此外、我希望输出为正、而不是负。 这看起来是在提供负输出。 我在这里缺少什么吗？
光电二极管直接连接到运算放大器、因为我们需要随激光器的变化而变化的直流电压。 光电探测器与激光紧密耦合。 此外、如果您是指 PCB 距离、我们尚未完成 PCB、但我们计划将其放置在尽可能靠近运算放大器输入的位置。
闪耀、
为什么使事情如此复杂？ 我说过逆变器应安装在 TIA 的后面：
e2e.ti.com/.../shine_5F00_opa858.TSC
Kai
谢谢。 现在我更清楚了。 我对设计有以下疑问；
1) 1)我在有关 OPA858的一些主题中看到、增益需要至少大于7V/V 才能更稳定。 是这样吗？ 此外、为了在 BOM 中仅保留一个行项、我是否可以为具有小增益的逆变器使用相同的 OPA858 IC？ 如下所示；您是否在电路级别或 PCB 级别看到了这方面的任何可能设计问题？ 我已附上文件 belowe2e.ti.com/.../two-stage_5F00_opa858_5F00_1.TSC
增益= 49.9 (级1) x (500/49.9)(级2)= 500
带宽：
2)为了实现 这个设计的一个非常稳定的版本、我们需要特别注意哪些 PCB 设计限制？
3) 3)在 OPA858的评估板中、我注意到49.9E 电阻器的广泛使用。 为什么不使用50E？ 它背后有逻辑推理吗？
您好、Shine、
不要感到冒犯、但您的问题听起来很奇怪。 您是否意识到我们在这里不采用 LM324等低成本1MHz 运算放大器、而是解补偿5.5GHz 运算放大器？
为什么在布置这样一个 MAD 电路之前不执行相位稳定性分析？
这是您唯一关心的问题吗？ 以获取简短的 BOM 列表？
在500MHz 电路中、您应该有一些经验。 您确实应该有一些透彻的理解、至少应该了解基础知识。 但我认为您只是猜测...
Kai
首先，我是在充分尊重的情况下，提出一些我认为设计需要的问题。
其次、我完全理解我发布的电路的错误、我只讨论您建议的电路。 我可以有500个增益系数(在您提到的设计中、它大约为1.5K)吗？CF 的值是多少？ 此处是数据表中的一个快照、它显示了我们可以达到10欧姆的负载。 此外、在这种情况下、最大电压为250mV、这意味着最大输出拉电流或灌电流为250mV/50 =+/-5mA。 我之所以提出这一问题、是因为我在另一个测量端的负载阻抗为50欧姆。 如果我仍然可以使用您建议的具有50欧姆负载的电路(因为我的测量系统是50欧姆负载)、您能不能提出建议？
您好、Shine、
您可以使用500欧姆的增益系数而不是1.5k。 使用上面的 TIA 计算、得到的 CF 至少为250f、这将为您提供1GHz 以上的带宽、而不考虑电路板上的额外寄生。
使用 Kai 的仿真：
注意：我没有运行完整的稳定性分析、建议遵循 Kai 和 我在前两个回复中发布的仿真和线程。
在第二级输出电压较低的情况下、该计算是正确的、使用50Ohm 作为负载是安全的。 在更高的输出电压下、您会遇到负载问题。
但是、您可能不需要增益变化较低的超高带宽放大器：
两级 OPA859设计可以正常工作。 如果您需要额外的带宽/增益保留、您可能会继续使用 OPA858、但与 OPA859相比、在布局方面必须格外小心。 不过、这两个器件都是 GHz 器件、建议遵循每个器件的 EVM 以及器件数据表中的建议布局部分。
谢谢、
Sima
