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[参考译文] THS4532:设计审查/确认帮助。

Guru**** 1565925 points
Other Parts Discussed in Thread: THS4532, ADC3641
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/1309970/ths4532-help-for-design-review-confirmation

器件型号:THS4532
主题中讨论的其他器件: ADC3641

尊敬的朋友们:

我是第一次设计差分放大器、 并寻求帮助以审查/确认我的设计。

我有两个模拟信号:0V 到2V、0Hz 到2MHz、这些信号 馈送到差分输入 ADC。 我没有负功率、为了获得0V 信号、我针对前端仪表放大器使用500mV 基准(来自运算放大器)。 因此、模拟信号变为0.5V 至2.5V、我使用3V 为 THS4532供电、增益= 1且 Vcom = 1.5V (ADC 的输出)。  这是原理图。

我需要确认的问题/疑虑如下。

1.虽然模拟和基准信号都来自仪表放大器和运算放大器、但输入放大器和运算放大器具有不同的输出阻抗、我知道运算放大器的闭环输出阻抗非常小、但它们确实不同、忽略它们是否可以?

2. ADC 数据表建议使用25欧姆+ 12pF 电容的输入(用于 ADC)滤波器、4532还需要输出电阻器 Ro、 我不确定我是应该将 Ro 与25欧姆组合在一起还是将它们(作为原理图)、 BTW、 在每条线路上、ADC 采样保持电容= 4pF 的情况下、我不确定 Ro = 100 Ω(如原理图所示)是否正常。

3.当控制器下拉 PD 时、由于数据表中要求4532的绝对最大 VID = 1V、是否可以向其输入端馈入2V 电压?

4.考虑到模拟信号具有很宽的动态范围、并且主要是直流特性、 可建议在原理图设计或任何附加电路中出现任何潜在问题来优化设计。

提前感谢

托尼

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    尊敬的 Tony:

    感谢您提出一些非常好的问题。

    1.可以、由于闭环输出阻抗非常小、因此您无需担心任何阻抗匹配或输出阻抗差异的任何注意事项。

    2.您能解释一下您在使用什么 ADC 吗? 通常、电荷反冲滤波器(ADC 输入端的滤波器)的电容值是采样保持电容器值的20倍。 则可以从此处确定输出电阻器值。 ADC 的 TI 高精度实验室视频(此处)在 SAR ADC 输入驱动器设计一节的 R-C 组件选择背后的数学原理部分中对此进行了详细介绍。 如果您在电荷反冲滤波器中使用12pF 电容器、则需要 Ro 约为200欧姆、以便 FDA 可以稳定地运行。

    3.当器件断电时,输出将为 V-。 由于存在 GND Vs、因此形成了一个电阻分压器。 这意味着如果输入信号为2V、则 Vin+上的电压为1V。 而 Vin-上的电压将是0.25V。 因此、您将处于 VID=1V 的绝对最大额定值范围内。 话虽如此、如果在 FDA 断电时没有施加输入信号、则器件上的应力将更小。

    谢谢。

    尼克

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    您好、Nick。

    感谢您的回复。

    我们正在使用的 ADC 是 ADI 的 LTC2295。 BTW、我无法从 TI 找到14-16位5-10MSPS 双通道的对应器件。 3-3.3V 运行、可以并行或串行运行。 请告诉我、TI 是否有对应产品。

    我不知道如何为反冲滤波器选择电容、您可能建议 LTC2295的最佳电容值是多少?

    如果 Ro 需要200欧姆乘以4532、反冲滤波器的电阻为25欧姆? 我应该将两个电阻器组合到一个电阻器中吗?  或者将它们(作为原理图)分开并在布局过程中将它们物理地彼此分开?

    谢谢!

    托尼

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    尊敬的 Tony:

    为了便于您查看、TI 提供了一个交叉参考搜索工具、可用于搜索竞争对手器件、它还会提供 TI 同类器件的列表。 交叉参考搜索工具可 在此处找到。 TI 拥有具有类似功能的 ADC ADC3641。  

    我不熟悉 LTC2295 ADC、因此我无法评论该器件的最佳电容值。 如您所述、数据表使用12pF 和25欧姆。 我不 熟悉所有 ADC 的行为;如果您想了解更多有关如何选择电容值的信息、我建议在 ADC 论坛上打开一个主题、他们将会在这个主题上有更多知识。

    可以将两个电阻器合并为一个来回答您的问题。 反冲电荷滤波器是一个低通滤波器、所以、如果您使用了两个单独的电阻器、一个低通滤波器仍然会与电阻器和电容器的串联组合形成。 另一个电阻器会为系统增加更多的噪声。

    谢谢。

    尼克

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    您好、Nick。

    谢谢你的建议。 它有所帮助。

    我认为带有12pF 电容器的200欧姆电阻器应该适合这两个芯片。

    此致

    托尼

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    尊敬的 Tony:

    我会从 Ro 设置为200欧姆开始。 如果 ADC 上看到的失真太大、可以降低 Ro、但是、随着 Ro 的降低、频率响应的峰值将有所增加。 如果您有任何其他问题、请随时联系此主题或新主题。

    谢谢。

    尼克

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    您好、Nick。

    感谢您的支持。

    您知道哪种类型的输入信号可能导致潜在失真? 直流或特定频率信号?  

    我想、除非失真非常大、否则我们很难知道或测量 ADC 的失真度。

    此致

    托尼

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    尊敬的 Tony:

    我认为以下讨论电荷反冲滤波器设计的片段很好地解释了选择 R 和 C 组件值之间的平衡。  

    总之、选择 Ro 是为了避免因驱动容性负载而导致的放大器稳定性问题。 较大的 Ro 会由于与 ADC 的非线性输入阻抗的相互作用而增加失真。 失真将随源阻抗、输入信号频率和输入信号振幅的增加而增加。

    正如您提到的、如果失真较低、这将不会特别明显。 因此、选择 Ro 是平衡放大器稳定性和失真、以满足您的设计限制。

    我希望这能够澄清您的问题。 如果您有任何其他问题、请告诉我。

    谢谢。

    尼克

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    您好、Nick。

    这是很好的解释。

    对于我们的应用、感兴趣的频带为1 -3MHz、只要该频带内的失真很小、我们就会很好。

    如果我们使用200欧姆+ 12pF、甚至包括4pF 的 S&H 电容器、截止频率远高于3MHz、我们应该可以放心、对吧?

    谢谢!

    托尼

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    尊敬的 Tony:

    使用200欧姆电阻器和12pF 电容器将创建截止频率远大于3MHz 的低通滤波器、因此不会影响目标频带中的信号。 但是、由于截止频率远高于目标频带、因此您很容易受到可能出现的宽带和信号谐波失真的影响。 由于 ADC 不是 TI 器件、我无法鉴定您可能从该器件中看到的失真。  

    如果失真仍然是个问题、您可以使用我在之前的回复中链接的适用于 ADC 的 TI 高精度实验室视频来帮助计算 R 和 C 分量值。 另一种选择是从200欧姆的 Ro 开始、如果失真过大、可以减小该值。 但是、应小心谨慎、因为 Ro 降低得过大可能导致放大器不稳定。

    谢谢。

    尼克

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    您好、Nick。

    感谢您的提醒。

    为了处理宽带和谐波失真、我们可以在 ADC 之后通过数字处理对数据进行滤波。

    ADI 公司推荐的滤波器采用更高的截止频率、该 ADC 在宽带失真方面可能已经足够出色了。

    谢谢

    托尼

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    尊敬的 Tony:

    您的所有问题似乎都已得到解决、因此我将关闭此主题。 如果您还有任何疑问、可以回复该主题或创建新主题。

    谢谢。

    尼克

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    您好、Nick。

    感谢您的大力支持。

    此致

    托尼

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    尊敬的 Tony:

    我很高兴能提供帮助。

    谢谢。

    尼克