[参考译文] LMH32401：LMH32401：适用于此跨阻放大器的 PCB 设计

尊敬的 William：

如果可能、我会直接连接。 无插座、无电缆。 它不仅是电缆电容、而且是杂散电感、您应该在 TIA 的输入端避免这种情况。

Kai

您好 Kai

感谢你的答复。 那么输出电容器呢？ 这会影响稳定性以及它可以承受的电容器大小吗？

您好、William、

 我同意 Kai 的说法、将光电二极管直接连接到尽可能靠近放大器输入的位置是消除额外阻抗的最佳方法。  

 在这种类型的设置中、不应有任何问题。 他们是否选择了遵循 LMH32401的 FET 输入放大器？  

谢谢、

Sima

尊敬的 William：

是否要将差分放大器连接到 LMH32401的输出？ 在这种情况下、您的差分放大器应包含四个(相同)电阻器、如 OPA2182数据表的图11-1所示。

请注意、OPA2182比 LMH32401慢得多。 这样、您就无法维持 LMH32401的高带宽。 这是需要的吗？

您能不能讲一讲传感器信号、它的带宽？

Kai  

感谢你的答复。 抱歉、我在前面的电子邮件中稍微简化了原理图。 我在两者之间有一个单极双投开关。 开关的工作频率约为10MHz。 因此 TIA 的输出将以 fin-10MHz 进行解调(开关用作混频器)。

 

我们的电压放大器不必是全差分放大器、而是必须是交流耦合。 因此、我必须使用输入电容器、增益由输入电容器和反馈电容器的比率定义。 我认为 OPA2182 11-1数据表上的结构对我不起作用。
对于开关、当开关导通时、电阻为4欧姆、这非常小。 在本例中、150nF 电容器看起来直接连接到 TIA 的输出之一。 然后、在150nF 电容器的另一侧、它是交流接地。 因此、10 Ω+ 4 Ω 和150nF 产生了一个带宽非常低的低通滤波器。 因此、当电容器连接到 TIA 的其中一个输出时、理论上、该输出将在10MHz 左右的信号下具有很大的衰减。 对于这个非常大的150nF 电容器、我有几个问题。

1.当电容器连接到 TIA 的其中一个输出时、该电容器是否会影响 TIA 的稳定性？

2.当电容器连接到其中一个输出时，该输出将具有较大的衰减。 这会影响另一个输出吗？ 您可以看到下面的简化版原理图。 当 OUT+连接到150nF 时、OUT+将获得一个大约10MHz 的非常小的信号(增益远小于10kohm)。 输出呢-？ 输出端的增益是否仍然为10千欧？  

您好、Yujia、您好、William、

那么、您需要锁入放大器、同步解调器吗？ 在这种情况下、第二个放大器看起来像反相放大器？

您需要将一个电阻器与150nF 串联、这与该反相放大器的反馈电阻器相同、因此您最终需要一个增益为-1的反相放大器。

Kai  

我在 PSpice 中运行了仿真。 该放大器运行良好。

您好 Yucia、

通过150nF 电容将 LMH32401的输出端直接连接到后续反相放大器的虚拟接地端、可使 LMH32401的输出端短路  

LMH32401R 的最小输出负载为100R。

Kai

感谢您的回复、Kai。 我知道、通过连接 LMH32401的其中一个输出、该输出短接至交流接地。 但这会影响另一个输出吗？ 另一个输出的增益是否仍为10千欧？

您好 Yucia、

与 LMH32401的每个输出串联一个25R 电阻器、如 EVM 所示。

Kai

谢谢、Kai。  这是您的意思吗？

为什么要在 LMH32401的输出端放置一个25欧姆的电阻器？ 这是为了稳定性还是其他目的？

此外、"EVM"是什么意思？

谢谢你。

您好 Yucia、

"EVM"是指评估模块：

LMH32401IRGT 评估模块

我可能会这样做：

e2e.ti.com/.../Yujia_5F00_lmh32401.TSC

请记住、当开关频率为10MHz 时、第二个放大器的带宽应超过10MHz。 在这种情况下、OPA2182不太合适。

还是要在开关后面第二个放大器的前面安装无源低通滤波器？

Kai

谢谢、Kai。  我们的输入电流分量为10.001MHz、10MHz 和9.999MHz。 然后、如果在 LMH32401之后以10MHz 的频率进行开关、则可以使用1KHz (从10.001MHz 和9.999MHz 解调)和直流电压(从10MHz 解调)的组件获得电压。 因此、这就是我们的电压放大器应具有直流滤波功能的原因。 这也是 OPA2182适用于我的项目的原因、因为我们的电压放大器仅需要1KHz 的带宽。  

因此、我们必须对 OPA2182使用交流耦合结构。 该交流耦合应位于开关之后。 然后、我们需要大量的电压增益、增益由 C11/C10定义。 此外、我们希望输入基准电压噪声更小、而较大的 C11会使噪声更小。 我们有大输入电容器 C11、150nF。  

我们不关心 LMH32401的阻抗匹配、因此我们直接将开关连接到 LMH32401的输出、然后下面是由 opa2182制成的电压放大器。  

不要担心该结构的解调功能和电压放大。 因为我已经使用理想 TIA 和理想电压放大器以及开关和150nF 电容器运行仿真。 以下文档包含仿真信息。  

因此、当开关关闭时、我们担心150nF 对非理想 TIA LMH32401的影响。 因此，这就是为什么我提出了两个我在开始时提出的问题。 一个是稳定性问题、另一个是当只有一个输出连接到150nF 时两个输出之间的交互问题。  

谢谢你。

最棒的

宇嘉

您好 Yucia、

您不应在仿真中使用理想的运算放大器。 这可能会导致不正确的结果。

在下面、我对 LMH32401进行了一些仿真。 希望它们对您有所帮助。

在第一个仿真中、输入电流为10MHz 方波。 首先使用单独的曲线、然后使用收集的曲线：

然后、只有 Vout+(直接)连接到150nF。

在下一个步骤中、输入电流保持恒定：

然后、Vout+直接连接到150nF、此外：

要继续...

Kai

然后、150nF 电容以10MHz 的频率切换到 LMH32401的输出端、从而释放恒定的输出电压。 看到开关导致的巨大输出电压尖峰：

Kai

增大 R1会导致输出端的峰值更小：

e2e.ti.com/.../Yujia_5F00_lmh32401_5F00_1.TSC

Kai

谢谢、Kai。 请参阅随附文档中的我的答复。  

您好 Yucia、

两个独立输出提供240mVpp、总和为480mVpp。 当其中一个输出短路、产生零输出信号时、另一个输出将达到480mVpp、因此总和保持恒定。

这是真正差动驱动器的行为、如动态麦克风、变压器和具有交叉耦合反馈环路的伪差动驱动器中所示、可模拟真正的差动驱动器：

https://www.eetimes.com/cross-coupled-output-stages-for-balanced-audio-interfaces/

Kai

尊敬的 William：

有趣的问题是：什么是传感器？

如果要将光电二极管连接到 LMH32401的输入端、则不建议使用电缆连接。 但是、如果您的传感器在其输出端具有内置50R 驱动器、那么您可以通过50R 电缆将其连接到 EVM 的50R 输入端。 然后、如果整个设置是真正的50R 系统、则杂散电容不再起作用。

那么、什么是传感器？

Kai

我们的传感器类似于光电二极管、其输出电容器为1p。 但是、当我们将传感器放置在探测站时、我们希望使用 EVM 板来测量传感器。 我们不想将传感器连接到板上。 此外、在 LMH32104的输入端具有50欧姆是不现实的。 因此、我们只需要将 LMH32104直接连接到 EVM 板上的 SMA 插座。 例如、对 R4、C11、C19进行降级、并将 C10和 R1替换为0欧姆电阻器。 有问题吗？

  https://www.ti.com/lit/ug/sbou233/sbou233.pdf?ts=1623892411792&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Ftool%252FLMH32401RGTEVM 中的第7页

您好 Yucia、

您可以尝试一下。 但互阻抗(增益)将取决于电缆和杂散电容、然后：

Kai

谢谢 Kai。  

您能否在没有输入电容器的情况下向我展示传递函数？

此外、您将如何解读图形中 VOUT-传递函数的过冲？  更多过冲是否意味着不稳定、振荡？ 那么、输入电容器越少、为什么会导致更多过冲？

谢谢你。

宇嘉

您好 Yucia、

我不想猜测 LMH32401因短路一个输出和150nF 电容而受到严重折磨的具体情况、但我认为 LMH32401仍能正常工作：

过冲约为25%意味着相位裕度略高于40°。

Kai