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[参考译文] LMH6518:连接 THS4541的 LMH6518

Guru**** 1144750 points
Other Parts Discussed in Thread: THS4541, LMH6518, ADS4245, VCA824, LMH5401, OPA859, ADS4225, THS3217, OPA656
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/795103/lmh6518-lmh6518-interfacing-to-ths4541

器件型号:LMH6518
主题中讨论的其他器件:THS4541ADS4245VCA824LMH5401OPA859ADS4225THS3217OPA656

您好!

我正在使用 ADS 4225构建一个差分探头和一个示波器。 我愿意让 LMH6518位于探针内部、以便它非常靠近输入缓冲器。 我的想法是、让 DVGA 远离缓冲器会由于将缓冲器输出连接到 DVGA 的同轴电缆而引入更高的噪声敏感性。 现在、如果我确实将 DVGA 保持在靠近缓冲器(探针内部)的位置、那么我必须使用2根不同的同轴电缆将其输出连接到 THS4541 (ADC 驱动器)输入、以便能够保持连接差分。 但是、我认为在 DVGA 之后不需要显著的增益、因此使用单端连接仍然是可以接受的。 为了使用单端连接、我只需使用一个 LMH6518的输出、通过一条50Ω Ω 同轴电缆将其传递、并在 THS4541输入端使用一个50Ω Ω 电阻器将其端接。

我已经实现了一个仿真电路、该电路具有缓冲器、后跟 THS4541 (而不是 LMH6518)、后跟 THS4541 (ADC 驱动器)。 (尚未提供 LMH6518 TINA SPICE 模型。)

我有疑问的一点是 Rt 与 Rg1+Rg2 50Ω 的值。 第一个 THS4541 (替代 LMH6518)的输出 CMV 设置为2.5V。 然而、Rt & Rg1连接点的电压值现在不是2.5V、这是因为 Rt 在 LMH6518内部形成一个带有50Ω Ω 电阻器的衰减器。 当然、Rg2必须偏置为与 Rg1相同的 CMV、因此我使用了1.65V、您可以看到右侧 THS4541的输出(DIFF)为零。

TINA TI 原理图的快照工作正常。 我将 THS4541的 CMV 设置为 ADS4245所需的0.95V、并获得输出端的预期振幅。

您能否确认在其中一个 LMH6518输出和一个 THS4541之间使用此类连接是否是连接两个运算放大器的可接受方法?

我认为 Rt 值有问题。 如果 Rg2连接到 GND、但 Rg2连接到1.65V、则其值是正确的! WHA 应该这样做吗?

是否有关于原理图的任何建议?

此致

Manos

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    大家好、Emmanouil、

    这些 Rt 和 Rg1和 Rg2位于上部方框图中-是的、这是一个我在2013年初最终解决的难题。 Rg1的解决方案最终是一个二次方、可同时设置输入阻抗和增益。 此处的第1部分回顾了较旧的单个到差分处理器、而第2部分是设计公式的第一个出版物-这些是交流耦合设计、但也适用于直流耦合。 第二部分还显示了非常强大的有源平衡-非平衡变压器方法、在该方法中、您基本上求解 Rg1=无穷 大、然后获得最佳噪声

    www.edn.com/.../Wideband-matched-input-impedance-with-ultra-low-noise-using-the-active-match-capability-of-a-new-type-of-amplifier--part-1-of-2--

    www.edn.com/.../Wideband-matched-input-Z-using-active-match-and-a-new-type-of-amplifier--Part-two-of-two-

    THS4541数据表的第9.4.13节中重复了这些设计公式和讨论、但给出了一些摘要注释

    1.您无需在接收器 FDA 的非信号输入侧提供直流偏置。 将其接地。 CM 环路将找到合适的输出电压、但源极需要提供直流电平位移电流。
    2.如果不打开电缆,您可以消除 Rg1并获得文章中所述的纯活动匹配。 包括 Rg1在内、如果电缆已断开、则会限制输出故障电压
    3.驱动 LMH6518的单端输出将节省电缆,但您可能会丢失信号完整性。 基本上、输出的每一侧都有很多时间看起来有点失真、但差分信号可以抵消这一点。 如果有一个模型、则不会在模型中显示。 遗憾的是、为了获得最佳信号完整性和一根电缆、您可能必须返回到单端线路驱动器。 不一定是这样、但需要考虑一些因素。
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    谢谢 Michael、

    我肯定需要做更多的阅读! 我要把它完成。 我知道这会很困难。 我一直在挑战自己。

    您发送的链接非常有用、但我必须反复浏览。
    由于这是一种基于电池的探头,我希望:)我发现仅静态电流就使这项任务非常具有挑战性。
    我将在 LMH6518 DVGA 之后尝试使用差分转单端运算放大器。 这可能会让我执行我想要的操作。

    再次感谢您花时间回答我的帖子。

    此致
    Manos
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    没问题 Emmanouil、这些问题就在我的线上。  

    同样、LMH6518也可以正常使用一个输出来驱动线路、如果我们非常关心 HD、可能不关心。 产品组可能知道您是否描述了您的信号特性(时域到10位?? 或类似的东西)。  

    如果您想考虑可调节增益差分至单路、请查看 VCA824 (该系列有4个版本)-在噪声方面可能不够好、  

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    您好、Michael、

    我对上述链接的公式有些困难。 我制作了一些 Excel 工作表并添加了这些公式。

    我更喜欢省略 Rt、这会使事情变得更容易一些。 因此、使用 该链接中的方程式可以得到一个很好的匹配!

    但是、使用 链接中的公式、其中 Rs、Rf、AV 和 Rt 均由用户设置、从而导致没有阻抗匹配的情况。

    在 THS4541 d/s p39中、9.4.1.4 ZA 方程11计算结 Rt/Rg1处的阻抗。 如果该公式使用由不使用 Rt 的公式(请参阅第一个链接)计算的 Rg1/Rg2/RF 值、该公式是否会始终计算匹配的阻抗值?

    在 Rs 和 Rg1的结点处是否应该测量理想源电压的一半? 第一个链接的公式就是这种情况、其中省略了 Rt。

    您能否解释一下、只为了让我100%确信我得到它、什么是匹配? 我的理解是、当 Rs 等于共模阻抗(Rg1和接地之间)时、匹配是正确的、当然、我们指的是单端连接。

    谢谢、此致

    Manos

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    好的、这里还有一些内容

    匹配的阻抗意味着您要从50欧姆源驱动到特征阻抗电缆(此处为50欧姆)、并且希望以相同的阻抗端接电缆以避免反射。 我想您可以将该共模阻抗称为接地。  

    您的原始电路看起来增益为8.4 -匹配损耗为-6dB、因此您可以根据需要增大该增益-如果您使用 THS4541耗尽 BW、则下一个较大的提升是 LMH5401。  

    通过 Rt 接地、您可以选择任何反馈 R -它只需足够大才能提供解决方案。 我担心接收器板上没有 Rt -如果电缆断开、差分输出会发生什么情况?  

    下面是一些讨论、然后是一个活动匹配仿真文件。

    e2e.ti.com/.../Matched-input-impedance-FDA-single-to-diff.docx

    e2e.ti.com/.../Active-input-match-with-THS4541.TSC

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    您好、Michael、

    我不能开始向你表示感谢。 毫无疑问、您一直是一个伟大的帮助。 我想知道您是否进行私人咨询。 这是我的电子邮件:mail@naftilos76.com

    对于省略的 Rt 项、您完全正确。 由于电缆有时可能断开连接、因此我将面临不确定的情况。 因此、我求解了 THS4541数据表 P37中 Rt 的公式(7)、并将其集成到下面的 Excel 中。 事实证明 Rt & Rg1的并联乘积不完全是50Ω Ω、我不知道发生这种情况的原因或是否应该引起关注。 在较低的 Zrg1单元计算值(其中 Rt 为无穷大)上也会出现同样的想法。 你怎么看?

    因此、我认为、正如您在上一个中所暗示 的那样、在 THS4541 (ADC 驱动器)的输入端使用 Rt 是正确的选择。

     

    当然、从探针输出到 THS4541 (ADC 驱动器)输入的同轴电缆也会产生损耗。 这不会太大、因为电流大约小于20mA (1.75V @ 100Ω)。 但是、由于同轴电缆是一系列 LC、因此在指定的最大频率下也会产生损耗。 我还没有研究过这一点。

    现在、我的 LMH6518输出问题(使用单路输出或差分到单路运算放大器拓扑)已得到修复(我认为)、OPA859配置为差分到单端运算放大器。 关于 LMH6518中的50Ω Ω 内部电阻器、我这次选择省略 Rt、并使用了直接连接在 LMH6518输出和 OPA859输入之间的50Ω Ω 电阻器。 左侧的两个50Ω Ω 电阻器应位于 LMH6518内部。 OPA859的两个输入之间的虚拟短路表明、OPA859输入侧有一个100Ω Ω 的适当端接电阻器、对吧?

    仿真表明我获得了驱动 ADC4225输入所需的1.8Vpp。 不过、关于前端的总带宽、我猜我可以将 THS4541 (ADC 驱动器)设计为有源滤波器、或使用以下快照作为指南(但不使用平衡变压器) ADS4225数据表 p53:

    我想25Ω 在移除 R34的两个 R27和 R28电阻器之后连接上述电阻器、因为根据图140、R34将被 Δ I 电阻器替代。

    你怎么看? 有什么建议吗?

    此致

    Manos

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    Emmanouil 做得很好

    让我在上面的 TINA 信号链中逐步评论一下、

    38.86dB 增益级实际上是我假设的 LMH6518

    如果 OPA859在物理上靠近该输出、则无需进行阻抗匹配-但我现在看到 LMH6518具有50欧姆的内部输出。 现在、这种差分输入与单个东西的差分比较复杂、因为那里会发生另一个有源阻抗。 实际上、如果不做一些额外的工作、您会在两侧获得不匹配的输入阻抗、这种情况下、内部50欧姆输出将提供不匹配的增益。 您不想使用它、但这就是我们开发 THS3217的原因。 我有一份有关该主题的旧应用手册、但我认为有一个更新我更愿意参考-查找它。

    好的、现在我们将线路驱动器集成到单个差动 THS4541级中。 您会说增益为12.3dB、如果我使用50 Ω 输入和330射频值为该增益(4.12V/V)进行设计、我会得到所附 TINA 文件中的内容。 这里令人困惑的是、在单端转差分中、FDA 输入共模电压与阻碍输入电流的输入信号沿相同的方向移动-因此看起来阻抗比串联输入电阻器更高。  它在 TINA 仿真中大约为285Mhz。 是的、Rt 和 Rg 的并联组合看起来不像50欧姆、但 CM 电压变化使 Rg 看起来更高、可以得到50欧姆匹配

    最后一个级间滤波器很关键、并且经常被误解。 首先、ADC 电路用于表征、而不是应用-忽略那些用于实际应用电路的电路。 第二、您不需要6dB 插入损耗滤波器。

    此 TI 设计中有一个非常全面的所有这一切示例-您可以忽略 JFET 输入级、只需查看 THS4541和无源 RLC 即可。 当时、我想在 FDA 输入端获得较大的摆幅、然后衰减会提供更好的 SNR -确实如此、但我们后来减小了、因为 OPA656输出摆幅在主导失真。

    我想看看我可以在 FDA 阶段推动有源滤波的程度-您不想这么做、但我后来改进了 MFB 设计流程、以便更好地适应这些极端情况、并在本文中发布了该流程

    然后、我返回并改进了这里参考设计中的有源滤波器-

    因此、如果您告诉我您所需的滤波器形状(并且您必须有一个无源级间滤波器来控制宽带噪声)、我可以非常快速地完成这些操作。

    TINA 文件

    e2e.ti.com/.../Matched-input-Z-with-Rt-THS4541.TSC

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    顺便说一下、我正在寻找这个的更新版本-所以你可以看到对这个从差分到单级的关注-似乎你一直在遇到有源阻抗问题、但是每个人都知道、不管他们是否知道。 他们尝试降低这一成本、因为标注的 Excel 解决方案电子表格实际上不可用-我可能在某个地方有它、但更新的版本正是我们想要的。

    http://www.ti.com/lit/an/sbaa135a/sbaa135a.pdf