ZHCS230B August 2014 – February 2024 THS4541
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應(yīng)用
- 3 說明
- 4 器件比較表
- 5 引腳配置和功能
- 6 規(guī)格
- 7 參數(shù)測量信息
- 8 詳細(xì)說明
- 9 應(yīng)用和實施
- 10器件和文檔支持
- 11修訂歷史記錄
- 12機械、封裝和可訂購信息
封裝選項
機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
散熱焊盤機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
訂購信息
9.2.1.2 詳細(xì)設(shè)計過程
如果以低直流噪聲增益或使用更高的反饋電阻器運行 THS4541，則可能會導(dǎo)致存在較低的相位裕度，從而針對 0.1（1/10 衰減器）增益條件提供圖 6-1 所示的響應(yīng)峰值。盡管將 THS4541 用作衰減器通常很有用（將大輸入范圍轉(zhuǎn)換為以受控輸出、共模電壓為中心的純差分信號），但圖 6-1 中所示的響應(yīng)峰值通常是不可取的。有幾種方法可以用來減小或消除該峰值；通常會以更高的輸出噪聲為代價。使用直流技術(shù)總是會增加輸出噪聲的寬帶，而使用交流噪聲增益整形技術(shù)會使噪聲達(dá)到峰值，但這僅在較高的頻率下發(fā)生，然后通過通常在該階段之后使用的典型無源濾波器將其濾除。圖 9-1 顯示了圖 7-1 中 0.1V/V 增益測試的簡化示意圖。
該配置顯示了標(biāo)稱 18° 相位裕度（來自表 7-2）；因此，圖 6-1 顯示了一個峰值非常高的響應(yīng)?？梢酝ㄟ^在 Rf 元件上放置兩個反饋電容器和一個差分輸入電容器來消除該峰值。通過添加這些電容器，可以提供從電阻設(shè)置的噪聲增益（此處為 NG1；表 7-2 中為 1.1）到高頻平坦化到更高噪聲增益（此處為 NG2）的電容分壓器的轉(zhuǎn)換。該方法的關(guān)鍵是以 Zo 為目標(biāo)，此時噪聲增益開始達(dá)到峰值。僅使用以下各項并以閉環(huán)平坦（巴特沃斯）響應(yīng)為目標(biāo)，給出 Zo 的該解序列，然后給出電容器值。
- 以 Hz 為單位的增益帶寬積（THS4541 為 850MHz）
- 低頻噪聲增益 NG1（在衰減器增益為 0.1V/V 的設(shè)計中為 1.1）
- 選擇高于 NG1 的目標(biāo)高頻噪聲增益（為該設(shè)計選擇了 NG2 = 3.1V/V）
- 反饋電阻器值 Rf（對于該設(shè)計示例，假設(shè)針對此差分設(shè)計的平衡值為 402Ω）
通過這些元件，對于任何解補償電壓反饋運算放大器或 FDA，使用方程式 15 求解 Zo（以 Hz 為單位）：
根據(jù)噪聲增益中的該目標(biāo)零頻率，使用方程式 16 求解反饋電容器：
下一步是求解求和點上的輸入電容。方程式 17 用于單端運算放大器（例如 OPA847），其中該電容器接地。要將方程式 17 用于電壓反饋 FDA，請將目標(biāo)值減半，并將結(jié)果放在兩個輸入端（通過指定的內(nèi)部差分電容減小外部值）。
通過使用方程式 15 至方程式 17 設(shè)置外部補償元件，可以估算得到的平坦帶寬 f–3dB 頻率，如方程式 18 所示：
通過對圖 9-1 的衰減器電路中的 THS4541 執(zhí)行這些步驟，可以得出圖 9-2 的建議補償，其中方程式 18 估算的帶寬為 252MHz（Zo 目標(biāo)為 74.7MHz）。
圖 9-2 使用 THS4541 的補償衰減器電路通過方程式 17 可以看出，對于單端設(shè)計，輸入端的 1pF 實際上總共為 1.85pF，
其中包括內(nèi)部差分電容和 Cs = 3.7pF。
這兩個設(shè)計（使用和不使用電容器）均使用 THS4541 TINA 模型進行了基準(zhǔn)測試和仿真，結(jié)果如圖 9-3 所示。
該方法可以很好地平緩最初作為低相位裕度衰減器應(yīng)用的響應(yīng)。仿真模型可以很好地預(yù)測峰值以及顯示出與外部電容器效果相同的改進；對于該 0.1V/V 增益設(shè)計，兩者都提供了大約 250MHz 的平坦閉環(huán)帶寬。在本例中，輸出噪聲在 70MHz 以上開始達(dá)到峰值（由于電容器的噪聲增益整形）。使用后置濾波可以更大程度地減小使用此技術(shù)時的集成噪聲增加。通過使用該解決方案向逐次逼近寄存器 (SAR) ADC 提供 8VPP 差分輸出（使用所示的 2.5V Vocm），該電路可接受高達(dá) ±40V 的輸入，其中 4kΩ 輸入 Rg1 從源汲取 ±10mA 的電流。