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[参考译文] LMH6517:冷态振荡。

Guru**** 2513185 points
Other Parts Discussed in Thread: LMH6517

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/1037204/lmh6517-oscillation-in-cold

器件型号:LMH6517
开发了用于 FPGA 对输入基带信号进行数字信号处理的 PCB。 PCB 具有两个差分基带通道(IQ 线)。 每个基带链都有可变衰减器(LMH6517SQ/NOPB)、运算放大器(ADA4927-2YCPZ-R7)和 ADC (ADC12D500RFIUT/NOPB)。下面提供了模拟基带链的原理图。
该问题看起来像是在冷态时变量放大器的振荡效应。  通过频谱监控( 在 SW 中实现的专用工具由于时钟频率为500MHz、因此分析的频率限制高达250MHz)以及 通过频谱分析仪直接连接 到 ADC 输入的信号探测观察到振荡。
即使 没有所需的基带信号、干扰也会出现在150–200 MHz 的频带中、并且接近~2GHz 的频率。
观察到的干扰 出现在环境温度低于~0 deg.C 时,取决于 PCB 样品:一个样品的温度为-10 deg.C 时出现问题,因为-26…… -46°C、用于其他应用。
下面提供了示例信号频谱。

   

室温条件下(左侧)的良好信号频谱和-10度振荡开始。 C (噪声增加到接近150MHz)
  
在-40°C (左侧)条件下会产生巨大干扰、分析仪观察到150-200 MHz 频带中的噪声增加
在接近2GHzat -40°C (蓝色轨迹)的频带中产生巨大干扰、在室温条件下干扰(黄色轨迹)
当可变放大器 从测试的 PCB 上移除时、振荡消失。  下面提供了修改后的原理图和结果信号频谱以及星座图。
修改了原理图、删除了 LMH 放大器。
振荡器在-40度时潜逃。使用已移除的 LMH 放大器连接 PCB。
 如果移除 LMH6517、是否有任何方法可以克服这些振荡?  
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    尊敬的 Maxim:

    什么是"0"电阻器? 未组装的电阻器? 还是0r 的电阻器?

    Kai

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    尊敬的 Maxim:  

     感谢您分享原理图和测量结果。 是否还可以共享 PCB 布局的一个片段?  

     数据表频率响应中似乎有2GHz 峰值。 这是一个基于双极结的放大器、反馈带宽可能会随着温度的降低而降低、放大器可能会变得不稳定  

          

       作为测试、您可以将 C16和 C20从3.6pF 增加到12pF、并让我们知道这是减少、消除还是没有改变振荡量。

    谢谢、
    Sima  

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    "0"-为0r
    添加了0R 电阻器以进行微调

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    您好、Sima

    看起来 C16和 C20未组装(DNI =请勿安装)  

    问题是、增加电容可能会对所需的信号带宽产生影响

    关于纯 LMH 原理图、您是否看到任何怪异/错误的东西?  

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    尊敬的 Maxim:

    您能否发布一个原理图、该原理图仅显示真实的元件、而不显示"微调"0r 电阻器和"DNI"电容器?`这非常令人困惑、提供帮助也不有趣。

    Kai

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    您好 

    下面是清理后的原理图

    LMH 编程模式为 SPI   

    您是否看到了可以解释此振荡的任何内容?

    谢谢

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    Ciao Alberto、

    这可能是布局问题。 实心接地层有助于减少从输出到输入线路的电容杂散耦合、从而增强稳定性。 您的电路板是否具有实心接地层?

    输入和输出线路应尽可能短。 所有运算放大器都应靠近放置。 -> LMH6517与 ADA 之间的距离很短。

    此外、我还会将>10R 的隔离电阻器直接放置在 LMH6517的输出端子上。

    考虑在电源电压线路中使用 π 型滤波器、而不是简单的去耦电容器。 π 型滤波器非常有用。 我始终在 HF 电路中使用 π 型滤波器。 和实心接地层

    Kai

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    Ciao Kai:)  

    布局看起来非常简洁、并具有实心 GND 基准

      顶层如下所示、布线非常简单

    下面的层是完整的 GND 基准(我将组件放在覆层中),而且 LMH 的散热焊盘在焊盘中有5个过孔

    此外、该组件被放置在一个带有"安静模拟"接地的区域内、此接地与"嘈杂数字接地"相隔离

    另一个奇怪的问题是、LMH 似乎通过控制线捕获了大量噪声

    从控制线捕获的噪声"通过"器件"感应到基带模拟线

    实际上、在之前的电路板修订版中、我们已经不得不从并行模式更改为 SPI 模式、以便最大限度地减少连接到器件的控制线的数量、从而降低模拟线上可见的噪声

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    您好、Alberto、

     是的、我的错、现在我看到 DNI 高于该值。 感谢您提供清理后的原理图。  

     正确的、添加电容将降低总体系统带宽。 遗憾的是、采用此工艺技术的放大器确实有可能在轻负载条件下的低温下振荡。 器件的输入信号带宽是多少?

     为了排除电路板/制造问题、在 C19处放置一些电容、进行测量、然后在 C16和 C20处放置一些电容。 对于这两种情况、几 pF 就足够了。 如果这样可以消除该问题、我们可以帮助 根据信号带宽调整输出级。  

    谢谢、
    Sima