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(shí)施
- 10器件和文檔支持
- 11修訂歷史記錄
- 12機(jī)械、封裝和可訂購信息
封裝選項(xiàng)
機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
散熱焊盤機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
訂購信息
8.4.1.3 FDA 單端轉(zhuǎn)差分配置的電阻器設(shè)計(jì)公式
可以從多個(gè)角度處理用于設(shè)置 FDA 周圍的電阻器以將單端輸入信號轉(zhuǎn)換為差分輸出的設(shè)計(jì)公式。為了簡化結(jié)果，此處進(jìn)行了幾個(gè)關(guān)鍵假設(shè)：
- 首先選擇反饋電阻器，并在兩側(cè)將其設(shè)置為相等的值。
- 從求和點(diǎn)返回到信號源和地（或非信號輸入側(cè)的偏置電壓）的直流和交流阻抗設(shè)置為相等，以保持 FDA 每一側(cè)的反饋分壓器平衡
這兩個(gè)假設(shè)都是典型的，旨在通過 FDA 信號路徑提供出色的動(dòng)態(tài)范圍。
選擇反饋電阻器值后，目標(biāo)是求解 Rt（信號輸入側(cè)接地端接電阻器）、Rg1（信號路徑的輸入增益電阻器）和 Rg2（非信號輸入側(cè)的匹配增益電阻器）；請參閱圖 7-1 和圖 7-3。相同的電阻器解決方案可應(yīng)用于交流或直流耦合路徑。在輸入信號鏈中添加隔直電容器是一個(gè)簡單的選擇。在 Rt 元件之后添加這些隔直電容器（如圖 7-1 所示）具有消除反饋路徑（從輸出 Vocm 到地）中任何直流電流的優(yōu)點(diǎn)。
解決 Rt 和 Rg1 的早期方法（當(dāng)輸入必須與源阻抗 Rs 匹配時(shí)）遵循迭代方法。這種復(fù)雜性源于 Rg1 輸入的有源輸入阻抗。當(dāng) FDA 用于將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號時(shí)，F(xiàn)DA 輸入端的共模輸入電壓必須隨輸入信號移動(dòng)，以在 Rg2 元件中生成反向輸出信號作為電流。更新的解決方案如方程式 7 所示，其中 Rt 的二次項(xiàng)可以求解出確切的所需值。該二次項(xiàng)來自匹配輸入阻抗和目標(biāo)增益的聯(lián)立解。唯一需要的輸入是：
- 所選的 Rf 值。
- 從 Rt 輸入到差分輸出電壓的目標(biāo)電壓增益 (Av)。
- Rt 和 Rg1 連接處的所需輸入阻抗以匹配 Rs。
以下公式求解時(shí)，先求解 Rt 的二次項(xiàng)：
作為二次項(xiàng)，解的范圍是有限的。具體而言，在選擇了 Rf 和 Rs 之后，物理上有一個(gè)最大增益，超過該增益，方程式 7 開始求解負(fù) Rt 值（如果需要輸入匹配）。選擇 Rf 后，使用方程式 8 驗(yàn)證最大增益是否大于所需增益。
如果可實(shí)現(xiàn)的 Avmax 低于預(yù)期值，則增加 Rf 值。從方程式 7 推導(dǎo)出 Rt 后，Rg1 元素由方程式 9 給出：
然后，最簡單的方法是使用單個(gè) Rg2 = Rt || 非信號輸入側(cè)的 Rs + Rg1。通常，這種方法顯示為單獨(dú)的 Rg1 和 Rs 元素。使用這些單獨(dú)的元件可以在兩個(gè)反饋路徑上提供更好的分壓器匹配，但通?？梢越邮軉蝹€(gè) Rg2。Rg2 的直接解由方程式 10 給出：
該設(shè)計(jì)從與 Rs 匹配的目標(biāo)輸入阻抗、從匹配輸入到差分輸出電壓的信號增益 Av 以及選定的 Rf 值著手。為 THS4541 表征選擇的標(biāo)稱 Rf 值為 402Ω。如前所述，減小該值可提高噪聲和相位裕度，但會(huì)降低總輸出負(fù)載阻抗，可能會(huì)降低諧波失真。增大該值會(huì)增加輸出噪聲，并可能由于輸入電容的反饋極點(diǎn)而降低環(huán)路相位裕度，但會(huì)降低輸出的總負(fù)載。使用方程式 8 至方程式 10 將目標(biāo)增益從 1 遍歷到 Avmax < 14.3V/V 得到表 8-1，它顯示了 Rt、Rg1 和 Rg2 的確切值，其中 50Ω 源必須匹配，同時(shí)將兩個(gè)反饋電阻設(shè)置為 402Ω。表 8-1 顯示了 1% 標(biāo)準(zhǔn)值的一種可能的解決方案，并且還顯示得到的實(shí)際輸入阻抗和增益與目標(biāo)的誤差百分比。
所需的電阻 (1)
| Av | Rt，確切值 (Ω) | Rt 1% | Rg1，確切值 (Ω) | Rg1 1% | Rg2，確切值 (Ω) | Rg2 1% | 實(shí)際 ZIN | %ERR 至 Rs | 實(shí)際增益 | %ERR 至 Av |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 55.2 | 54.9 | 395 | 392 | 421 | 422 | 49.731 | -0.54% | 1.006 | 0.62% |
| 2 | 60.1 | 60.4 | 193 | 191 | 220 | 221 | 50.171 | 0.34% | 2.014 | 0.72% |
| 3 | 65.6 | 64.9 | 123 | 124 | 151 | 150 | 49.572 | -0.86% | 2.983 | -0.57% |
| 4 | 72.0 | 71.5 | 88.9 | 88.7 | 118 | 118 | 49.704 | -0.59% | 4.005 | 0.14% |
| 5 | 79.7 | 80.6 | 68.4 | 68.1 | 99.2 | 100 | 50.451 | 0.90% | 5.014 | 0.28% |
| 6 | 89.1 | 88.7 | 53.7 | 53.6 | 85.7 | 86.6 | 49.909 | -0.18% | 6.008 | 0.14% |
| 7 | 101 | 102 | 43.5 | 43.2 | 77.1 | 76.8 | 50.179 | 0.36% | 7.029 | 0.42% |
| 8 | 117 | 118 | 35.5 | 35.7 | 70.6 | 69.8 | 50.246 | 0.49% | 7.974 | -0.32% |
| 9 | 138 | 137 | 28.8 | 28.7 | 65.4 | 64.9 | 49.605 | -0.79% | 9.016 | 0.18% |
| 10 | 170 | 169 | 23.5 | 23.7 | 62.0 | 61.9 | 50.009 | 0.02% | 9.961 | -0.39% |
| 11 | 220 | 221 | 18.8 | 18.7 | 59.6 | 59.0 | 49.815 | -0.37% | 11.024 | 0.22% |
| 12 | 313 | 316 | 14.7 | 14.7 | 57.9 | 57.6 | 50.051 | 0.10% | 11.995 | -0.04% |
| 13 | 545 | 549 | 10.9 | 11.0 | 56.7 | 56.2 | 49.926 | -0.15% | 12.967 | -0.25% |
| 14 | 2209 | 2210 | 7.26 | 7.32 | 56.2 | 56.2 | 50.079 | 0.16% | 13.986 | -0.10% |
這些方程式和設(shè)計(jì)流程適用于任何 FDA。使用反饋電阻值作為起點(diǎn)對于基于電流反饋的 FDA（例如 LMH6554）特別有用，其中這些反饋電阻的值決定了頻率響應(yīng)平坦度?？梢允褂么颂帪槠渌醋杩?、Rf 值和增益范圍提供的等式構(gòu)建類似的表格。
請注意，在較高增益下，Rg1 阻值非常低。例如，在 14V/V 的增益下，7.32Ω 標(biāo)準(zhǔn)值通過共模環(huán)路的作用進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使輸入共模電壓看起來像 50Ω 輸入匹配阻抗。這種有源輸入阻抗在更高增益下提供了改進(jìn)的以輸入為基準(zhǔn)的噪聲；請參閱節(jié) 7.5 部分。TINA 模型在單端到差分配置中正確顯示了這種主動(dòng)設(shè)置的輸入阻抗，并且是驗(yàn)證增益、輸入阻抗、響應(yīng)形狀和噪聲問題的好工具。