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[参考译文] OPA846:TIA 的频率波动

Guru**** 1934100 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA846
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/1353083/opa846-frequency-fluctuations-in-tia

器件型号:OPA846

大家好!
我设计了一种跨阻放大器 、以便它能够检测 从 LED 发出的可见光。  
使用 高频方波(如1 MHz、5 MHz 等)驱动 LED。

电路 设计能够检测光并提供相应的电压。 但电路的问题是 频率不断变化(即从 KHz 到 MHz )。  
LED 放置非常靠近光电二极管,我们 正在黑暗的房间测试电路.  此外 、电路中的噪声也更加严重。
有人能帮助确定导致输出频率波动的问题,以及如何降低输出频率吗?
我还想知道如何消除噪声(使用 LPF, HPF )来过滤不需要的频率,但问题仍然存在>

下面随附了 示波器上的原理图和结果。

  • 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。

    您好 Abhinaba、

     感谢您分享原理图和示波器屏幕截图! 看起来放大器/电路可能不稳定和振荡、这也是您看到不需要的频率的原因。 您是否还能够共享您的布局片段(PD +放大器)

    此致、

    西马

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    您好,Sima,
    感谢您的答复。 请在下面找到布局的片段。
    根据电路图、我们使用了 OPA846 IC 及其他 SMD 型相关元件并将整个电路焊接在了 PCB 上、我们也看了输出。

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    一个问题:由于这个电路是为高频设计的,我们是否需要使用任何特殊类型的 PCB 和任何特定的 组件?
     在该电路中、我们使用了正常的导线来查看输出、  

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    您好 Abhinaba、

      是的、正确。 对于高速应用、尤其是对于 OPA846等放大器、强烈建议使用 PCB 进行原型设计/测试。 使用超高速放大器重传设计会由于高寄生效应而导致不稳定。 我们建议遵循放大器数据表的电路板布局部分、对于 OPA846、请参见第18和19页。 数据表甚至建议不要为这个器件使用一个插槽:

      "建议不要插入 OPA846之类的高速部件。 由插座引起的额外引线长度和引脚间电容可能会造成非常麻烦的寄生网络、因此几乎不可能实现平稳的频率响应。 通过将 OPA846焊接到电路板上可获得最佳效果"

      我已查看您的设计要求和原理图、但您的 TIA 会使用所选的反馈电容而变得不稳定。 对于5MHz、10k Ω 互阻抗增益和大约20pF 的输入电容以及 PCB +内部放大器的共模和差分输入电容添加的5pF:  

      计算器 II 输出所需的大约4.5pF 的反馈电容。 频率响应遵循巴特沃斯型响应、品质因数为0.707、相位裕度为65度。 计算器 I 输出您在使用 OPA846的1750MHz GBW 时可获得巴特沃斯频率响应的最大闭环 TIA 带宽。  

     您可以在高速放大器常见问题解答中找到计算器: https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1270018/faq-h-frequently-asked-questions---high-speed-amplifiers。

      此外、我建议您查看以下有关高速 TIA 布局技术的 e2e 介绍: https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1089964/opa855-q1-output-layout-instruction。最重要的要点是内部接地/电源平面在放大器的输入/输出引脚下方进行开孔、并将光电二极管放置在尽可能靠近放大器反相输入的位置。

     此外、以下是通用高速 PCB 布局技术的参考: https://www.ti.com/lit/ml/slyp173/slyp173.pdf?

     您可以尝试替换反馈电容器、这样可以改善效果。 但最终、强烈建议使用 PCB 进行设计。 如果您有任何进一步的问题、请告诉我。

    谢谢!
    西马