[参考译文] LMH6629：反馈引脚会导致输入失调漂移

您好、Hariton、

Hmm、25mV 输入失调电压？ 这是巨大的！ 您的芯片是否损坏？

Kai

这也是我的第一个想法。 我尝试了几个板、它们大致相同。 我们的钳位二极管无处不在(未在图片中显示)、可防止开/关转换。 芯片损坏的唯一可能是由反馈电阻器造成的、这会产生高达100mA 的电流。 但指定的 LMH6629最大线性电流为+-250mA、因此不应出现这种情况、除非反馈引脚的最大电流明显较低。 如图1所示、OUT 和 FB 引脚之间的压降可能为20mV。

因此、我从反馈 R2电阻器为100欧姆的全新电路板开始。 我看到了非常轻微的偏移。 然后我开始减小 R2、偏移开始增大。 当我将 R2恢复到100欧姆时、它会恢复到正常状态。

我在 R2 = 10欧姆时看到的最大偏移约为100mV、这意味着负载电流为10mA -对于支持250mA 电流的芯片而言、这不应成为问题。

我知道25欧姆反馈电阻器看起来非常不寻常、至少可以说、但我们必须走那个路径。 我们的信号约为1mV、因此加载反馈不应成为问题。

图片上未显示的一个问题是输入失调补偿电压、该电压大约连接了+10mV、而不是连接到正输入引脚的接地、我们计划使用该电压来补偿由 MCU 控制的正常+-1mV 失调漂移。 但我们的设计在大约15mV 时饱和、因此我开始想知道什么可能是问题。

您好、Hariton、

LMH6629正输入端的输入失调电压补偿方案、是否会导致输入端的"失调电压"为5mV？ 该电路是否为高欧姆？

LMH6629的输出是否无振荡？

Kai

您好 Hariton、

检查并查看它是否在非常高的(>100MHz)频率下振荡。 您看到的"偏移"可能是由振荡引起的。 它是否变热？ (超出正常水平？)。 启动示波器上的时间/单位、查找>100MHz 的信号。 您可能需要消除任何示波器接地夹并直接将探头接地(或使用接地"弹簧")。

这些超宽带放大器对输入阻抗很敏感。 30欧姆反馈电阻*非常低。 我假设您正在使用超低值反馈电阻器来保持低噪声和偏置电流影响。

如果输入阻抗太低(<20欧姆)、输入器件可以在100MHz 时自动振荡。 第7.3.3节对此提供了提示。 直接将+IN 和/或低值5R 增益设置电阻接地可能会导致输入振荡。

"钳位二极管"在哪里？ 二极管可以在错误的位置添加足够的电容、从而导致振荡(并且由于复杂的变容器效应而变得更糟)。

FB 引脚与裸片绑定、因此输出和 FB 引脚之间的"连接"是通过裸片金属化实现的。 与直接键合线相比、这将具有更大的电阻和电感。 因此、"较小"30R 值反馈电阻器路径消耗的电流比预期的~300R 反馈电阻高出10倍。 因此、额外的电流可能会导致输出-> FB 路径上的压降。

您如何*确切地*应用失调电压补偿？ 正输入引脚也对阻抗敏感、需要看到特定的阻抗范围。

我从这些 GHz GBW 器件的经验中知道、它们对布局、旁路和负载非常挑剔。 这些器件针对特定范围的条件和预期的反馈组件值进行了优化、并且与这些值的严重偏离可能会导致意外...

每当您看到较大的"偏移量"...时、请检查振荡。

输入端通过10欧姆电阻连接到接地端。 一个来自+输入的1k 电阻器会进入控制电路、产生100倍的无源分压器、因此+输入的欧姆值非常低(10欧姆)。

当然、我们会检查是否存在振荡、是的、它没有振荡。 此设计按照以下方法完成：尽可能短的布线、在输出、芯片和输入周围拆下的接地板等 去耦电容器为反向几何低 ESL 加上钽、必要时为铁氧体磁珠等 电源记录了最大电流、芯片的功耗从未超过30mA。

FB 引脚是否能够提供250mA 电流或仅 OUT 引脚？

我完全理解您何时要检查振荡。 这是许多情况下的第一个问题。 我对示波器的检查不是很信任、因为它们可能会产生自己的效果。 首先、我们检查消耗电流。 我们有100欧姆的无源负载(除了反馈通道)、只需检查电流即可看到任何振荡。 我们有大约16mA 的电流以及产生的偏移量、因此我相信它没有偏移量。 我们有第二级隔离第一级(令人不安)、我使用示波器检查第二级输出-只有正常的噪声水平。 我有1GHz 示波器。

钳位肖特基二极管用于电源引脚、未连接到 LMH6629的输入端。 它们可防止接地高于/低于电源轨。 在较晚的级上有0.5pF 的钳位射频二极管连接到输入、但该级工作正常。

第7.3.3节和+输入电阻器：我认为它更多地是关于偏置电流消除(建议在+输入端添加一个旁路电容器)。 刚才用50欧姆替代了10欧姆：现在我们可以在+-50mV 范围内补偿偏移。 不能在这里使用旁路电容器、因为它会在分压器中产生相移。 其他级将+input 直接接地、它们是可以的。

您好、Hariton、

我同意 Paul 的意见。 输入级中可能会出现振荡、这可能不会导致电源电流增加。 请注意、LMH6629不是简单的运算放大器、可根据需要进行接线。 过小的反馈电阻器会破坏输入级的稳定性。

通常可以看到、使用大约100...200R 的串联电阻来稳定 HF-OPAMP 的输入级。 请参阅 BUF634数据表的第8.1.1节。 例如、通常的反馈电阻顺序相同。 如果现在将反馈电阻降低到5R/21R、这可能会有问题。 寄生元件引起的谐振不再发生阻尼、输入级可能会振荡。

Kai

我很难理解：第7.3.3节和许多其他图(图60、64、65、66)建议使用从+input 到接地的旁路电容器、它是否比10R 更糟糕、无旁路输入接地？ 我们所有其他级都将+输入直接接地、没有任何问题、但它们具有499欧姆的反馈电阻器。 我还尝试增加+input 电阻器、但除了将失调电压补偿范围增加到+-50mV 之外、它没有其他帮助。

不过、主要问题仍然是：为什么 FB 引脚会导致问题、OUT 引脚不会导致问题？

我猜是芯片的电阻相对较高、会产生电压梯度、这些电压梯度会被 LMH6629的输入级拾取和放大。 这就解释了为什么偏移与反馈电阻器值的精确反比、而振荡并未解释它。

提供专用的 FB 引脚是一个好主意、但遗憾的是、未实现该引脚以支持所有可能的用途、并且确实会导致明显的输入偏移(-25mV)、否则将无法避免。

我们将更改 PCB 设计、以便将反馈电阻器直接连接到 OUT 引脚、甚至运行风线以避免过孔、我认为这是我们唯一的解决方案。 我们还希望将来看到能够在 FB 引脚上提供更高电流能力的版本。

您好、Hariton、

我可以理解您很生气。 但我认为问题不在于 FB 引脚、而是在于芯片的导线。 LMH6629并非针对此类低欧姆反馈电阻而设计。 与 Paul 一样、我非常确信输入级会振荡(前提是芯片未损坏)。 25mV 的输入失调电压表明电路存在一些严重错误。 如果设计处于不稳定的阈值、我认为使用输出引脚而不是 FB 引脚是一种补救方法。 两个输出引脚提供寄生元件的轻微变化。 这是它似乎与输出引脚一起工作、但不与 FB 引脚一起工作的唯一原因。 但是、使用新的一批 LMH6629、一切都可能发生变化...

Kai

您好、Hariton、

您是否考虑过向 LMH6629的输入端添加一个串联的小电阻？

最终、可以通过这种方法来停止输入级振荡、而不会过多地减小相位裕度？

Kai