[参考译文] THS3491：更高的输出电压摆幅

尊敬的 Eric：

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Kai

嗯、这种电源自举方法需要比所需输出信号更快的放大器、  

无法描述您的信号要求？  

我尝试尽可能快地达到低电平趋稳、并且输出电压摆幅为~+/-24V、增益为3。 负载是 pF 范围内的小电容。 我认为驱动电源轨的放大器需要比主信号放大器更快、我可能需要通过略微增加反馈电阻来降低主信号放大器的带宽、但这也会增加稳定时间。 因此、这似乎不是实现快速趋稳的理想拓扑、但我想了解这种设计的工作速度有多快。

此外、关于此类设计的仿真、我查看了 SPICE 模型、下图显示了如何处理 PSRR。 由于非典型应用、这种类型的自举设计似乎没有很好地进行仿真、但我不是该器件所整合的 SPICE 模型的专家、因此我认为最好在论坛上提问。

您好 Eric、

正如您所怀疑的、THS3491模型在尝试创建自举电路时确实存在问题、在尝试仿真时会遇到一些问题。 我认为直流和交流分析可能起作用、但在尝试获取瞬态响应时、您可能会遇到问题。 当我们正在发布与您提出的设计类似的参考设计时、我可以提供一些有助于此设计的提示。  

-正确的做法是、电源放大器需要更快或至少具有与主放大器相同的带宽。 否则、环路中将出现延迟、从而导致电路振荡。  

-最大输出电压和信号频率之间将存在折衷。 您应该能够以50Vpp 的输出电压实现1MHz 的信号。

电路板需要大量的散热、否则您会注意到整个电路的负性能。

-在使用 THS3491时、我建议在大约3至5欧姆的电源放大器上使用 Riso 电阻器。 该电阻器将有助于保持电源放大器的稳定性、但过高会导致放大器的减速。

-除了 Riso 电阻器、包含一个进入放大器同相输入端的电阻器可能是有益的。 这可能有助于为每个放大器的电源添加测试点。 如果需要进行调试以单独测试每个放大器、这些功能将有所帮助。

最棒的

Hasan Babiker

您好、Hasan、

感谢您提供的提示、这一切都是合理的、但我不太确定电阻器是否会进入放大器的同相输入端。 THS3491具有低输入电容、但我认为我需要减小偏置电阻分压器值、以减少与该 RC 相关的任何延迟、而不会显著降低输出级负载。  

我对应用的快速阶跃响应感兴趣。

我知道您尚未发布该版本、但如果您有关于您为自举设计所做的工作的任何初步信息、您可以分享吗？ 如果您不想在论坛上发布初始信息、我们可以通过电子邮件进行操作。

似乎制作电路板对配置进行试验是我继续操作的最佳方法、因为我将会遇到仿真模型的瞬态响应问题。 有关您在 TI 所做工作的更多信息、可能会为我节省大量时间、因此我不必从头开始。

您经常说您需要快速的步进和稳定时间、但没有数字？ 实际目标将有助于更好地确定问题的框架、  

进入此类电路的基本问题之一是高速放大器确实希望从电源引脚看到低阻抗、因此通常需要去耦电容器-如果您使用这些去耦电容器、 然后、自举电源放大器必须驱动这些-这些放大器会出现 di/dT 峰值问题以及这些放大器的稳定性。 如果您从驱动电源引脚的放大器开始、它将具有低直流阻抗、当其 LG 下降时、它将看起来具有感性、如果您尝试使用电源引脚上的电容对其进行补偿、 那么、该电源放大器必须驱动它-这不是一个简单的问题。  

您还需要为高速放大器定义容性负载、这种东西在很长时间之前在宽范围 VCO 环路中偶尔出现、 CLC210是为此目的而开发的-此时、我花了大量的精力来了解和解释热尾。 此外、如果这是 VCO 二极管驱动应用、则该 CLoad 会随电压变化。  

顺便说一下、Eric、去年6月我和一个叫 Steve Smith 的家伙在处理一个非常类似的请求、如果他响铃、您也可以与他核实那里发生了什么。 我将当时所做的工作进一步应用到了一个可供出版的解决方案中-但尚未发布。 这主要涉及使用 THS3491对较大阶跃进行热尾校正。  

最近在这一组文章中谈到了这些趋稳和热尾问题-我们在80年代后期在 Comlinear Corp.做了很多这样的工作 原始电流反馈放大器源。  

https://www.planetanalogue.com/separating-linear-from-slew-limited-performance-in-amplifiers-part-1-of-2-the-signal-sped-up-insight-14/

https://www.planetanalogue.com/separating-linear-from-slew-limited-performance-in-high-speed-amplifiers-part-2-of-2-the-signal-sped-up-insight-15/

https://www.planetanalogue.com/slew-limits-create-settling-time-issues-in-high-speed-amplifiers-the-signal-sped-up-insight-16/

您好、Michael、

是的、我知道 Steve。 感谢文章链接、这是一个很好的趋稳时间详细信息参考。 很有趣的是、我们看到了在 CLC400上完成的工作、不幸的是、一些较新的放大器、尤其是现在可用的16 - 20位 DAC 数量、没有发布这样的信息。

在发布后、您还可以通过 THS3491阅读有关大幅阶跃热尾校正解决方案的内容。

 很抱歉、对于模糊的规格、目标是50V 阶跃、在50ns 内稳定至2mV。 我想、使用 Hasan 提到的3-5欧姆范围内的隔离电阻器时、放大器的电源电压可以接近1nF、因此在运行几个仿真后、我可能会尝试将其作为起点。 我认为、如果电源轨上的电容大于负载、这将为尝试一些稳定时间实验提供良好的起点、 只需确保电源放大器仍然能够快速运行、从而驱动您指出的额外电容。

阅读完您的文章后、我的理解是、限制上升沿也可以改善低电平下的趋稳、因为这会阻止一些快速转换率电路开启、 但是、如果这个设计似乎能带来有希望的结果、我可以更详细地了解这一点。

良好的趋稳数据不容易获得、很少有人能够再现、  

如果某个磁棒拾起、那么这篇关于热尾的大型文章可能会在未来某一天发布、但到目前为止还没有发布过-显然对这类东西不再感兴趣、  

1.在50V 电压下将2mV 重新设置为时间常数、以确定允许的最小主放大器带宽

2.计算2阶跃峰值 dV/dT 为2.85*50V*该 F-3dB -这将设置您的实际响应 dV/dT 峰值，确保放大器更快

3自举放大器可能比这快、请确保在太远之前使用任何 CLoad 仿真相位裕度、  

感谢 Michael 提供的信息、感谢您的提示。 我可能对您提出的解决方案感兴趣、如果我想进一步讨论该特定项目、我将直接与您联系。

Hasan、您能否提供有关您在引导配置方面所做工作的任何进一步信息？ 我很好奇、您对电源轨上的3-5 Ω 串联电阻器及其对放大器性能的影响以及用于优化配置中带宽的反馈电阻有没有其他意见。 此外、您是否发现需要在电源轨上使用电容器或通过增加反馈电阻来降低放大器带宽？ 我很好奇、因为根据我们之前的评论、这些效果可能无法很好地模拟。

我想在主信号放大器的工作带宽范围内将电源轨阻抗保持在3-5欧姆以下将是一个很好的起点、并且在电源轨上添加额外的电容 、并且仅在需要保持电源轨阻抗足够低时进行补偿、 但有兴趣了解您亲自试用的体验。

实际上、我对这个拓扑还有一个应用问题、我注意到 THS3491在数据表上没有关于单位增益运行的任何信息。  我是否应该能够在单位增益运行时信任该器件的仿真结果、或者您是否认为它在该增益运行时会不稳定？ 我注意到、当增益为2时、RF 的建议值显著增加、尤其是对于 DDA 封装。 另外、令人惊讶的是、数据表中没有提到单位增益运行的地方、因此我想知道这是否是出于特定的原因。

Eric、  

当我在 THS3491上定义目标时、我为设计人员提供了一定程度的自由度、即非反相增益为1、这一点无关-如果您可以在输入端产生增益为1的9000V/μ s 压摆率(THS3491具有的值) 那么、除了负载驱动外、您为什么还需要该器件-这意味着、输入余量相对较高、因此您的+1 I/O 范围增益受输入限制-这种折衷允许将电流镜编码到 V+输入缓冲器中以提高 CMRR。  

它将以增益1工作、 但它在整个频率范围内不是平坦的(但不是不稳定的)-增益为2的极高 R 显然是蛮力强制(补偿)对于可能达到峰值的固有响应来说、更平坦的响应-将在输入上绕过缓冲器进行更好的反相。 在那里追逐您的尾巴、由于缓冲器看到较轻的负载、它可能会峰化并在整个 CFA 环路中使用较高的射频进行补偿、这种情况在发生时低于理想的脉冲响应。  

不确定仿真模型是否足以显示所有这些内容、但您可以尝试一下。  

好的、感谢您的详细回答。 您能否建议一个反馈电阻器值、以便在工作台上试用以获得单位增益运行的最佳瞬态响应？

可能应该来自 Hasan、他的测试设备非常好、而我只有 TINA。  

波形参数目标会有所帮助-您发送的表尝试获得平坦响应、您是否需要、如果您使用斜坡而不是陡峭的边沿进行驱动、则可以获得具有正常步长的峰值响应。  

好的、谢谢、是的、如果 Hasan 能提供这些信息、那将会非常有帮助。  

平坦的响应最好能够最大限度地减少电源轨上的过冲、但它是由主信号放大器驱动的、因此如果这会导致阶跃响应上的过冲过多、我们可能必须缩短您指出的上升时间。

此外、在一个小型串联电阻器之后、在输出上添加一个小电容(100p -1n 范围)、理想情况下、在单位增益下、如果选择反馈电阻器、它仍然不会振荡。

您好 Eric、

-在我的案例中、主放大器使用 RGT 放大器、电源使用 DDA 放大器。  

-输出端的3-5 Ω 电阻器用于将 THS3491的输出与负载隔离、以保持稳定性。 如果没有这些电阻、由于电源放大器的一些振荡、电路板汲取的静态电流可能会超过预期。 主放大器的电源上没有添加电容器。

-您应该能够使用 TINA 确定 THS3491的稳定性，但是问题将在于确定要提供的负载。  

-在我的例子中、在单位增益配置中、射频使用了2.2k 欧姆。 电源放大器的稳定性和带宽由隔离和反馈电阻决定。

最棒的

Hasan Babiker