使用高速放大器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)的三個(gè)常見問題


原標(biāo)題:使用高速放大器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)的三個(gè)常見問題
在使用高速放大器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員可能會(huì)遇到以下三個(gè)常見問題:
一、高速運(yùn)算放大器具有最小增益規(guī)格的原因
這主要與失補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器有關(guān)。失補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器具有閉環(huán)最小增益穩(wěn)定規(guī)格,與單位增益穩(wěn)定的同類產(chǎn)品相比,在相同電流消耗下,其可提供更大的增益帶寬積(GBW)和更低的噪聲。“失補(bǔ)償”僅表示開環(huán)增益(Aol)響應(yīng)曲線中具有第二個(gè)高于0dB的極點(diǎn),這第二個(gè)極點(diǎn)規(guī)定了確保放大器穩(wěn)定性所需的最小增益。增加Aol會(huì)導(dǎo)致更寬的帶寬,而縮小放大器輸入對(duì)中的負(fù)反饋電阻的尺寸會(huì)增加Aol,同時(shí)有助于降低放大器噪聲。因此,失補(bǔ)償體系結(jié)構(gòu)除了增加帶寬和降低噪聲外,還可實(shí)現(xiàn)更高的壓擺率。總體而言,最小增益規(guī)格提供了性能折衷,意味著如果放棄單位增益并滿足最小增益要求,則可利用該性能。
二、電流反饋放大器的特性與應(yīng)用
電流反饋放大器是一種通過將一部分輸出信號(hào)作為電流反饋以實(shí)現(xiàn)對(duì)于放大器的控制的運(yùn)算放大器。它與依賴于電壓形式的反饋的電壓反饋放大器有所不同。電流反饋放大器的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)是帶寬不取決于增益,而在電壓反饋體系結(jié)構(gòu)中,隨著增益的增加,帶寬會(huì)減小。因此,電流反饋放大器更適合于需要高帶寬且增益變化較大的應(yīng)用場(chǎng)景。
三、高速放大器在電路實(shí)驗(yàn)板上發(fā)生振蕩的原因及解決方案
一般而言,封裝引線的電感以及電路試驗(yàn)板的電容和電感很可能導(dǎo)致高速放大器振蕩。因此,在使用高速運(yùn)算放大器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),最小化印刷電路板(PCB)上的電容和電感至關(guān)重要。以下是幾種優(yōu)化高速布局設(shè)計(jì)的方法:
最小化走線長(zhǎng)度:可減少額外的電容和電感。
使用固定接地平面:對(duì)于高速設(shè)計(jì)而言,固定接地平面通常比散列平面更佳。
去除信號(hào)走線下方的接地層:有助于減少敏感節(jié)點(diǎn)上的寄生電容。
最小化信號(hào)路徑上的通孔:通孔會(huì)增加電感,并可能在高于100MHz的頻率下引起信號(hào)保真度問題。為降低信號(hào)保真度問題,可將關(guān)鍵信號(hào)與放大器在同一層布線,以消除任何通孔。
優(yōu)化返回電流路徑:信號(hào)走線布局設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少整個(gè)信號(hào)路環(huán)面積,從而使電感最小。
正確放置和布線旁路電容器:在電路板的同一層上,放置旁路電容器時(shí)應(yīng)盡可能靠近放大器。使用較寬的走線,并將測(cè)通孔布線到旁路電容器,然后再到放大器,而非布線在電容器和放大器之間。
正確放置電阻:將增益設(shè)定電阻、反饋電阻和串聯(lián)輸出電阻置于靠近器件管腳的位置,以最大程度地減少電路板寄生效應(yīng)。
綜上所述,設(shè)計(jì)人員在使用高速放大器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),需要充分考慮以上三個(gè)常見問題,并采取相應(yīng)的解決方案,以確保設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和性能。
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