我正在尝试使用 LMH6629 通过 Hamamtsu S13360 MPPC 进行单光子检测。
来自 MPPC 的电流脉冲既小又快。 我相信它们处于10µA μ s 范围内、并且持续时间为10ns、具体取决于输入的阻抗。
我遇到了700MHz 范围内放大器振荡的问题。 增大反馈电容器(C1)会使振荡变得更糟。 我移除了器件下方和 MPPC 阳极迹线(A2)周围的接地 。 这很有用、但我必须在 LMH6629顶部放置一个1000pF 去耦电容器来减少振铃。
它目前运行良好、但我仍具有以下目标：
在我的应用中、我只关心对光子数量进行计数。 我不需要知道它们到达的时间。
您好 Charles、
移除接地平面是一个很好的解决方案。 对于附加的去耦电容器、是否放置在 C10顶部？
通过查看 MPPC 数据表、它看起来确实是一个相当快的上升时间、具有相对较大的60pF 电容。
采用 LMH6629、以下计算结果为 Q = 0.707 (在约65度的相位裕度处最小峰值)处产生的闭环带宽和反馈电容：
正如您已经测试过的、增大反馈电容将降低带宽、但应该提高稳定性。 减小反馈电容将减小相位裕度并增加带宽(旨在实现45度的相位裕度以实现稳定性)。
对于列出的目标、我建议将二极管(D2)尽可能靠近放大器的输入端、这将提高整体稳定性。 如果它适合您的其他设计要求、我还建议您试用 OPA855。 这是我们的高带宽放大器、TIA 计算如下：
对于更高增益的设计、我们通常建议添加一个低噪声的第二级。
总的来说、您的布局相当简洁、但如果您想查看更多建议、Kai 已经编写了一份非常有用的 TIA 布局指南、其中详细介绍了该 e2e 线程中的寄生电感和电容。
此外、此处还有一个 e2e 线程 、展示了 TIA 的各种稳定性仿真。 请随时就已链接的 e2e 主题帖提问。
谢谢！
SIMA
嗯、40MHz BW 不会很好地再现10ns 脉冲-这里是一个简化的仿真、我在 V+输入上添加了偏置电流消除 R、 您可能需要在电路中执行相同的操作、以使0输入电流输出 V 更接近您的目标。 如果您只是尝试为脉冲事件触发比较器、这可能就足够了。 如果您需要更多 BW、有一款更快速的更新器件 OPA855。 您可以始终增加 ZT 带宽以降低您的目标增益、并在需要时添加后置放大器。
例如、如果我为增益2.5千欧姆重新设计、我得到该脉冲、
或许也可以针对该2.5k Ω 设置执行更多操作、
在这里有一个更长的时间显示轻微的下冲、
频率响应的目标是 Q=0.63、75MHz F-3dB
这个文件、
感谢您提供这些信息。 我真的不知道与 MPPC 雪崩事件相关的脉冲持续时间。 我认为、当照片碰撞它时(或在与暗噪声相关的雪崩事件中)、您会在非常短的时间内得到一百万个电子的流动。
我曾尝试断开环路并分析电路。
我的1/Beta 显示了在直流条件下的180度相位。
我做错了什么？ 以下是我的 TSC 文件：
/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/14/LMH6629OL.TSC
您是否能够确认稳定性？ 查看上述片段的另一种方法是查看相位从其初始-180度点偏移了多少。 它将相对于该值而不是通常的180度。
对于我的电路、在闭环中它是一个跨阻放大器的情况下、我不确定这种断开环路的方法。
下面是我得到的结果：
我已经通过改变不需要的 C10运行仿真、C10是光电二极管的电容和迹线。 我还具有变化的 C1和 R1。 C10似乎会导致相位在 MHz 范围内下降。 如预期的那样、增大 C1会降低单位增益频率。
我对这对稳定性意味着什么有非常不清楚的理解。 以下是我通过在实验室中对实际器件进行实验所了解的情况：
在闭合环路的情况下进行瞬态分析的结果比在实际电路中好。
我可以从瞬态模拟中看到、会降低稳定性的因素会导致其过冲或振铃。 我是否正确、瞬态分析中没有振铃是稳定性的迹象、但不像开环交流分析那样确实有效？
尊敬的 Charles：
我可以通过以下方式执行相位稳定性分析：
e2e.ti.com/.../charles_5F00_lmh6629.TSC
但我认为这里的问题在于布局！ 我认为接地平面很大程度上被 LMH6629电路下方移除、并且 OPA858的引脚2未直接连接到实心接地平面、而只通过棕色覆铜线迹看到信号接地吗？
无需移除 C26、C25和 R13下的接地平面。 此外、C10、C23、C25和 C26都应在直接通向实心接地层的接地端子上拥有过孔。 不过、请移除 FB6下的实心接地层。
和 D2的接地连接以及 C8和 C9的接地连接与 OPA858距离太远。 请记住、每一个毫米级都至关重要！
凯
感谢您的答复。
我认为接地平面在 LMH6629电路下方被很大程度移除并且 OPA858的引脚2未直接连接到实心接地平面但只能通过棕色覆铜线迹看到信号接地是正确的吗？ 无需移除 C26、C25和 R13下方的接地层。
我一开始在进入反相节点(引脚4)的迹线周围覆铜。 这是一个坏主意。
然后我转向了另一个方向、您会注意到、接地不再连接到实心接地层。 我认为我焊接在器件顶部的1000pF 去耦电容器可以缓解这个问题。 您有一个很好的想法、即我需要与反相节点保持接地、但不需要与同相节点上的偏置网络保持接地。 如何从输出端下方去除接地？ 我想我要替换器件左侧下方的接地区域。 您是否认为这个输出电容会是个问题？
我将尝试更改这些布局。 我希望替换器件下方的接地平面、无需再在器件上方焊接去耦电容器。
尊敬的 Charles：
我会使用这样的布局：
在上方可看到顶层及元件。 光电探测器显示在 LMH6629右侧、连接到引脚4。 我希望您不要使用电缆将光电探测器连接到 TIA？？
请注意、所有必须连接到 LMH6629的元件都是使用尽可能短的连接来实现此目的。 这意味着引脚5上的去耦电容器、引脚1和引脚4之间的反馈电阻器和反馈电容、引脚1上的输出隔离电阻器、引脚3上的偏置电压去耦电容器以及引脚4上的光电探测器。 这就是 LMH6629的布线方式。
两个去耦电容器应该完全相同。 否则可能会产生不良谐振。 引脚3处的去耦电容器和光电检测器阴极处的去耦电容器也是如此。 只使用一个采用超小型封装(0603或0402)的去耦电容器。 如果需要更多的去耦电容、则仅并联使用两个相同的电容器。
请注意我如何在所有接地端子上放置过孔。 始终有三个过孔靠近在一起、以更大限度地减小接地平面的电感。
另外请注意、我在印刷电路板上到处放置了很多过孔。 (此处仅显示了 TIA 元件周围最近的接地过孔。 需要从远处添加更多的过孔。)
还要注意、我确切地移除了低通滤波器串联元件下方顶层和反馈元件和输出隔离电阻下方的接地平面：
在下一张图片中、您会看到第二层(顶层下方的内层)中的接地被移除：
可以在4层板的第三层和底层重复接地移除。 但最重要的是在顶层正下方的第二层(典型4层板中的140µm Ω)进行了接地去除。
在我的电路中、我在底层使用实心接地平面、而不会移除任何接地、因为我需要在底层使用 SOILD 接地平面作为屏蔽层。 与杂散电容相关的这通常不会出现问题、因为底层与顶层(1500µm μ m)的距离是第二层(140µm μ m)的十倍以上。
凯
