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[参考译文] OPA2350:具有散热焊盘的运算放大器、Sallen Key LPF 的最佳去耦电容器位置

Guru**** 664280 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA2350
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/1017284/opa2350-op-amp-with-thermal-pad-best-decoupling-capacitor-placement-for-sallen-key-lpf

器件型号:OPA2350

您好!

我有一个具有 OPA2350 8VSSOP 和0603 0.1uF 电容器的 Sallen Key 二阶滤波器、该电容器通过开关电源的噪声传递。 噪声看起来像是40us 发生的几个100MHz 周期。 我想在下一次修订时改进布局。 该电路连接到激光电路中的压电体、因此我需要低噪声。

我有3个主要问题:

Q1)我想使用带有散热焊盘的低噪声运算放大器、其目标是实现更好的接地和更短的去耦电容器连接。  我只有17个采用这些封装的双路运算放大器器件、这并没有那么大的影响。 我是否缺少一些应该具有散热焊盘的封装? 我应该查找哪些封装?

https://www.ti.com/amplifier-circuit/op-amps/products.html#p480=2;2&~p78=In;Out&o7=General-purpose%20op%20amps&p2954=Power%20Package;QFN;SO%20PowerPAD;SON;VSON;WQFN;WSON

Q2)是否有人可以从评估板或应用手册中推荐良好的布局?

Q3)我是否应该切换到单通道运算放大器、以便在布局和器件选择方面获得更好的结果?

我有6层电路板、其中 L1 =顶部信号、L2 =接地、L3 =模拟电源、运算放大器下方有一段3.3V 电压)。

我将此电路与布局一起使用。

R509到 IN0的连接被断开。

我将电容器留在一侧、过孔连接到3.3V 和接地端。 其中一些想法来自 Howard Johnson 的网站:

http://www.sigcon.com/Pubs/news/9_07.htm

使用 Yageo 电容对旧电路中的去耦电容阻抗进行耦合。

我将更改为 Murata 0603或0402。

https://ds.murata.co.jp/simsurfing/mlcc.html?lcid=en-us

Murata 0603

Murata 0402

谢谢、

弗兰克

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    嘿 Frank、刚开始时、您说您的电源馈通是100MHz 吗? 似乎您需要更好的电源去耦、即使应用和放大器速度要慢得多、  

    几年前、我一直采用彻底的去耦模型、在电源上使用 π 型滤波器-这包括您的0.1uF 和器件引脚上的 X2Y 之间的铁氧体磁珠。 这是该文件、可能不是您所需要的、而是开始。 这是源阻抗、类似从 DUT 电源引脚向外看、  

    然后从 DUT 电源引脚的电源中展望、我在这方面没有看到的是观察 DUT 电源引脚的视在负载、但如果我正确理解该问题、100MHz 时的-100dBc 可能会帮助您解决该问题、  

    最后一个文件、  

    e2e.ti.com/.../Murata-BLM21AG102SN1-with-X2Y-for-power-supply-filtering-forward-filtering.TSC

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    您好、Michael、

    我仍然需要调查最好的暴乱。 X2Y 电容器具有超小的电感。 PCB 连接采用了漂亮的原理图并增加了电感。 任何类型的布局信息都很有用。 谢谢、

    弗兰克

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    您好、Frank、

    Michael 的解决方案恰到好处、并提供了有关  在 OPA2350电源引脚处添加电源线 PI 滤波器的建议。

    查看 X2Y 电容器 制造商网站上的信息。 它们可以提供有关优化 X2Y PCB 布局的信息。

    查看您是否可以访问 Henry W. OTT 的"电磁兼容性工程"一书。 第16章和第17章提供了一些我发现的有关  射频方面的良好 PC 板设计和布局实践的最有用信息。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    尊敬的 Thomas:

    >Michael 的解决方案是针对  OPA2350电源引脚处添加电源线 π 型滤波器的建议。

    我完全同意 π 型滤波器。

    在重新设计多个稳压器之前、我们有一个不同的110V 至12VDC 适配器和电源共模差分模式滤波电路。

    >查看您是否可以访问 Henry W. OTT 的"电磁兼容性工程"一书。 第16章和第17章  

    我家里有一本这本书。 我将查看这些章节。

    弗兰克

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    您好、Frank、

    如果100MHz EMI 实际上来自开关电源、那么您应该在源极而不是在运算放大器的"道路末端"处抑制该 EMI。 为什么? 每个直接连接到此高噪声电源电压的去耦电容器将会将100MHz EMI 的疯狂部分直接注入信号接地、并通过 EMI 污染该信号接地。 即使在您感兴趣的运算放大器上使用单独的电源电压去耦 π 型滤波器、您也会受到这种100MHz EMI 的影响、因为信号接地已经受到污染。 100MHz EMI 与您所需的信号不可分割地联系在一起。

    因此、在将电源电压路由到电路之前、应直接在源极安装合适的 Pi 滤波器。 请记住、当大直流电流从电源流出时(并通过铁氧体磁珠!) 标准的非高电流铁氧体磁珠可能会进入磁饱和状态、并释放几乎所有的电感。 在这种情况下、即使在100MHz 时仅提供大约100R 的阻抗、也应采用大电流铁氧体磁珠。 内置标准 Pi 滤波器100MHz 时的阻尼仍将是巨大的、最终您可能不再需要在每个运算放大器上使用单独的 Pi 滤波器、或者至少不再需要任何高性能 Pi 滤波器。

    π 型滤波器非常有用。 但是、与使用出色的高性能 Pi 滤波器相比、更重要的是使用 Pi 滤波器、即使它不是理想的。 换句话说、与使用 X2Y 电容器相比、更重要的是使用 π 型滤波器。 X2Y 帽是蛋糕顶部的樱桃。 但不要忘记蛋糕  

    另一个问题是 Sallen-Key 低通滤波器本身。 众所周知、有源二阶 Sallen-Key 低通滤波器在非常高的频率下似乎是透明的。 因此、如果信号中存在非常高的频率、请使用三阶 Sallen-Key 低通滤波器、第一个 RC 元件为纯无源元件。 这可以极大地增强超高频率下的抑制。

    Kai