ZHCSRN8 February 2023 TDC1000-Q1
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TDC1000-Q1 前端中的 LNA 限制以輸入為基準(zhǔn)的噪聲并確保生成的 STOP 脈沖的計(jì)時(shí)精度。LNA 是一種反相放大器,用于在外部輸入電容器或電阻器的幫助下實(shí)現(xiàn) 20dB 的閉環(huán)增益,并且 LNA 可以針對兩種反饋配置進(jìn)行編程。帶通配置稱為電容反饋模式,必須與輸入電容器結(jié)合使用。低通配置稱為電阻反饋模式,必須與輸入電阻器結(jié)合使用。輸入元件的建議值分別為 300pF 和 900Ω。
對于諧振頻率大約為幾 MHz 的換能器,LNA 可配置為電容反饋模式。這是通過將 TOF_1 寄存器中的 LNA_FB 位清零來完成的。如圖 8-2 所示,外部電容器 CIN 應(yīng)放置在換能器和相應(yīng)的輸入引腳之間。這提供了 CIN/CF 的帶內(nèi)增益,其中 CF 是片上 30pF 反饋電容器。假設(shè) CIN = 300pF,則 LNA 電路的帶內(nèi)增益為:

圖 8-2 LNA 電容反饋配置LNA 的電容反饋配置具有帶通頻率響應(yīng)。高通拐角頻率由內(nèi)部反饋元件 RF (9kΩ) 和 CF (30pF) 設(shè)置,大約為 590kHz。帶內(nèi)增益由電容器比設(shè)置,LNA 的 50MHz 增益帶寬積設(shè)置頻率響應(yīng)的低通拐角。例如,如果帶內(nèi)增益為 10,則會(huì)使帶通響應(yīng)介于 590kHz 和 5MHz 之間。
對于諧振頻率大約為數(shù)百 kHz 的換能器,LNA 可配置為電阻反饋模式。這是通過將 TOF_1 寄存器中的 LNA_FB 位設(shè)置為 1 來完成的。在該配置下,內(nèi)部反饋電容器 CF 被斷開(請參閱圖 8-3),LNA 電路的直流增益取決于內(nèi)部反饋電阻器 RF (9kΩ) 與外部電阻器 RIN 之比。當(dāng) RIN = 900Ω 時(shí),電路的增益為 10。
圖 8-3 LNA 電阻反饋配置通過向 TOF_1 寄存器中的 LNA_CTRL 位寫入 1,可以繞過和禁用 LNA。