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[参考译文] TINA/Spice/OPA843:OP843

Guru**** 2379170 points
Other Parts Discussed in Thread: TINA-TI, OPA857, OPA381, THS4504, OPA855, OPA847, LMH6629, LMH6554, LMH5401, ADC31JB68, ADS1243
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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/792104/tina-spice-opa843-op843

器件型号:OPA843
主题中讨论的其他器件:Tina-TIOPA857OPA381THS4504OPA855OPA847LMH6629LMH6554LMH5401ADC31JB68ADS1243

工具/软件:TINA-TI 或 Spice 模型

您好;

我有1个光电二极管和1个雪崩光电二极管。

我之前已经尝试过 OPA857、但我需要为我的应用设计新的 PCB。

首先、我要为0-200MHz 信号构建 TIA 和第二级放大器

对于光电二极管(FGA01-Thorlabs) 、我无法选择、即使我几乎记忆了运算放大器规格。

首先 、我处于 OPA656-OPA843-OPA847- Opa381 (我更喜欢 MSOP 封装)之间、而对于第二级、THS4504对我来说似乎还可以、但我不确定。 第二阶段之后、我将使用微控制器进行信号处理。

适用于雪崩光电二极管(G8931-10 Hamamatsu)  

虽然我可以使用相同的运算放大器、但我仍然不确定。 带与光电二极管相同。 我之前也使用过 Opa857来处理此应用。

但我对 有关我的设计的任何建议都持开放态度。

我尝试检测到的光具有很低的照明度。

提前感谢。

此致

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    您的意思是200MHz 而不是200MHz 吗?
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    抱歉、200MHz 是正确的术语
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    首先、这是一个非常宽的带宽、第一级可实现的跨阻增益将由反相节点上的电容(APD +运算放大器寄生)和 GBP 设置。 为了获得最佳的输入基准噪声、尽可能多的噪声、因此 OPA855可能是合适的器件

    G8931-10显示了1pF 最大端子 C

    OPA855的输入寄生电容为0.8pF、表现为8GHz GBP。

    因此、我们在第一级总共有1.8pF 的目标250MHz 巴特沃斯(因为第二级将使其滚降)。 也就是说,噪声增益零点可以是由1/RF*cs 设置的7.8MHz,这意味着最大射频= 11k 欧姆。

    这就需要在射频0.5pF (在这篇最近的文章中、我最后介绍了互阻抗设计流程的公式3)上使用反馈 C、该公式实际上会给出1+(1.8/0.5)= 4.6V/V 的高 F 噪声增益-这对于 OPA855而言可能有点低、 可能还可以,但是有点破旧

    www.planetanalogue.com/author.asp

    其他要查看的器件是 LMH6629和 OPA847。 实际上、至少为 APD 使用双极前端来获得更低的电压噪声。

    您需要的总增益是多少(这将在阻抗-第一级互阻抗、第二级 FDA 中)。 此外、由于本底噪声将由第一级设置、因此第二级可以是基于 CFA 的 FDA、如 LMH6554、从而在那里获得大于500MHz 带宽的更高增益范围。

    我在本文中讨论了这一两级互阻抗噪声问题(在低得多的频率下)、

    www.edn.com/.../Controlling-spot-and-integrated-noise-in-a-two-stage-transimpedance-design
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    Helle Micheal Steffes 先生。
    首先、感谢您的详细回答。 文章为我清除了很多问题。

    实际上、我可以降低带宽2MHz -200MHz、甚至2MHz-150Mhz、这可能是我的应用的限制、但它可以工作。
    Opa847具有相当低的输入寄生。 我将尝试自己焊接、封装对我很重要。 OPA 855是一个非常好的选择、而高峰对我来说实际上不是问题。 但是、正如您所指出的、这是一个非常高的噪声增益。

    我知道第二阶段会出现噪音问题,但正如你的文章所说,这可以在某种程度上解决。

    我正在寻找至少10000的总增益、甚至希望达到最大增益(1M 可能是完美的)、但我不确定它是否可行。

    即使我的最终级电压值也可以介于0-500mV 之间、我也可以编写一些信号处理算法。
    是否可以通过限制输出摆幅来降低噪声?

    提前感谢。

    此致。
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    您好、Ali、

    我找到了我的互阻抗设计工具-可以运行一些可能的器件、所有这些器件都在第一级(200MHz)中以相同的巴特沃斯带宽为目标、并查看在噪声方面会发生什么情况。 这将需要一点、
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    您好、Ali、

    总之、如果您将 CF 的最小值限制为0.2pF、OPA847和 OPA855会产生相同的噪声、但 OPA855正在进行底层设计、两种设计均为5Kohm。 如果您可以提供更低的 CF、则 OPA855将变得更具吸引力。 LMH6629的输入 C 越高、噪声贡献的峰值部分就越大、因此其吸引力就越小。

    请参见随附的。

    e2e.ti.com/.../Some-APD-front-end-amps-for-an-APD-application.docx

    多年来、我们一直在演示此跨阻设计流程、展示了这些公式的来源 、以及简化后的噪声表达式可能足够的原因。  

    e2e.ti.com/.../Transimpedance-design-flow-using-high-speed-op-amps.pptx

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    尊敬的 Micheal Steffes 先生:

    非常感谢、它可能会非常有帮助。
    您对 fga01有什么看法? 这不是 APD、但规格确实不错。 我甚至不必将其耦合到 ADC。 我也可以开发一些模拟信号处理部件。

    信号对我来说非常重要。 信号不是恒定的、有时它会消失、但速度真的很快。
    我的应用基于生物医学工程。 我将开发一个系统、对我来说、安装这个部件可能非常棒。
    我正在再次阅读您的帖子、这些链接非常有用、并且充满了知识。 再次感谢。

    我正在等待您的回复。

    提前感谢。

    此致
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    Micheal Steffes 先生阁下:

    我对您的回答感到惊讶。
    非常感谢。 这种分析方法可以解决我的问题。
    我想我可以找到0.2pF CF、但我很难焊接、但我可以使其工作。

    我正在反复读取 ppt 和 doc 文件。

    您对外部噪声有什么建议吗?

    再次感谢你。

    此致。
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    因此、实际上0.2pF 是典型的0603厚膜寄生电容-无需添加电容。 我在第二阶段关闭、发现很难在400MHz 下获得甚至20的增益、 因此、FDA 可能是较低带宽级、在400MHz 下返回 OPA855、电阻为5Kohm、电容为0.1pF -我们将采用两个2.5k 0603、并将它们与中间连接串联、然后是两个系列 0.2pF 将变为0.1pF。

    我将在200MHz 左右获得增益为20V 的 LMH6554。
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    实际上、我将尝试增益为20V 的 LMH5401、可能会使200MHz。
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    Micheal Steffes 先生;
    是的、我没有想到您是对的。 它只需一个电阻器即可满足我的需求。
    连接电阻器以实现电容效应是一个很好的主意。 但是、是否有任何特殊的连接类型可实现该目的?

    LMH6554和 LMH5401看上去非常接近我。 但内部噪声可能与规格表不同。

    提前感谢

    此致。
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    Micheal Steffes 先生阁下:

    我正在按照您的建议进行设计、我将尝试 Opa855、但我也将尝试 Opa847。在第二阶段、我将尝试集成 LMH6554。

    我是否因为我的频率带宽而需要集成额外的滤波?

    感谢您的所有回答、我反复阅读这些答案。

    此致。

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    您好、Ali、

    我对 TINA 进行了一些介绍、我认为 OPA847的完整模型不足以满足您的需求。 今天早上、我将继续介绍 OPA855。 此外、我放弃了 LMH6554、转而选择 LMH5401。  

    这将会产生很大的噪声、因为它具有多宽带、因此需要在最后一级之外进行一些无源滤波来控制集成噪声-这种直流耦合吗? 如果不是、您需要的最小最长频带是多少? 这一标题是"和 ADC"、还需要在其上设置 VCM 并在滤波器设计中包含输入 C -哪个 ADC?

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    Micheal Steffes 先生阁下:

    我将放弃使用 opa847的想法。 正如您所建议的、OP855现在对我来说似乎是最合适的。 如果有助于降低设计噪声、我也可以使用2MHz-150Mhz 带宽。
    LMH5401噪声性能在我的应用带宽附近看起来非常稳定。

    直流耦合可能更适合我。 我之前将 ADS1243或 ADC31JB68视为 ADC、但我不确定。 首先、我可以使用示波器、但最终我将需要 ADC、并且我将使用基于 Arm 的微控制器。 我知道 ADC 滤波器设计可能会比较麻烦。 我正在尝试找到所有这些问题的答案。
    并借助您的答案缓慢地解决问题。

    提前感谢。

    此致。
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    跨阻级可能的电阻器-使其适用于 OPA855、但它确实需要0.1pF 的反馈 C

    几年前、我们使用了这些(HP 网络分析器当时使用的是什么)。 如果它们在表面贴装中具有非常低的寄生 C、那会很好-除非您有另一个想法、否则可能需要检查它们、

    prpinc.com/.../pr83518956-series-high-frequency
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    好的、Ali、

    我努力解决了很多问题,以达成最后的建议--这应该让你现在开始--无疑需要调整,但我现在必须着手其他事项。 这对我来说是相当有趣的东西。  

    文字文件逐步分步执行阶段、下面是最终的完整电路-一次只能附加一个 TINA 文件。

    e2e.ti.com/.../Some-updated-work-on-wideband-APD-amplifier-April12.docx

    e2e.ti.com/.../OPA855-plus-LMH5401-plus-filter.TSC

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    Micheal Steffes 先生阁下:

    我刚刚查看了您发送给我的设计文件和分析。 我非常感谢你的关注。  

    我无法用语言表达对你的感谢。  

    反复感谢您。

    我已经学习了至少3个月的研究知识。  设计对我来说是另一个层次,只是检查一下他们对我来说是难以置信的有趣,因为它有很多很好的触感

    在我们的文化中、当有人教您一些东西时、这对我们来说意味着世界。 再次感谢你。  

    我是土耳其的一名研究助理。 如果你去过土耳其,我想表示感谢。 请与我联系。

    此致。

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    没问题、Ali、很有趣、

    从我所做的事情到实际情况、有许多步骤-您在这里遇到了一个棘手的问题。 祝您好运、如果您将来有任何疑问、请随时咨询。 我会将这个标记为 Resolved、如果您需要使 OPA855线程更加开放的话。
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    您好,Michale Steffes 先生;

    再次感谢大家。

     我正在尝试进一步探索该设计。 我也很享受。

    这是一项艰巨的任务、但我相信我现在可以在您的帮助下完成。

    提前感谢。

    此致。