《最有效地使用高速电流反馈放大器2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最有效地使用高速电流反馈放大器2（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、最有效地使用高速电流反馈放大器（第2部分） 简介建立带宽范围达MHz的高速放大器电路需要格外注意细节设计，这种情况下印刷电路板 （PCB）的布线是十分重要的，随着带宽的增加，这种重要性会进一步提高。设计系统时， 信号带宽不是唯一的重要因素；高速放大器本身的实际带宽（超过信号带宽）也同样重要， 认识到这一点是十分重要的。请注意，高速放大器超过信号带宽的寄生效应和非线性效应会 导致过量噪声、电路过载、失真高于预期，甚至由于转换速率不对称会造成直流偏移。因此, 设计实际电路时，设计者必须重视超过信号频率范围的信号频率以及放大器带宽。本周，我 们研究高频电流反馈放大器。运算放大器传统定义认为具有两个高
2、阻抗输入和一个低阻抗输出。当面对电流反馈（CFB） 放大器内部模型时，这种定义会使人们产生疑问：Vjn Ierr正相输入是高阻抗，但反相输入是低阻抗开环（理想情况下为零欧姆）。总体描述CADEKA CLC1605 （单通道）和CLC3605 （三通道）是高性能电流反馈放大器，其单位 增益带宽为1.5GHz，0.1dB增益平坦度达120MHz,转换速率为2,500V/卩s。这种高性 能优于高清电视（HDTV）及其他多媒体应用的要求。这些COMLINEAR高性能放大器还 可以提供足够的输出电流驱动多种视频负载。CADEKA CLC1605和CLC3605采用5V或+5V电源。CLC3605具有快速
3、启用/停用节 电功能。停用时，输出仍保持高阻抗状态，可支持多路复用应用。结合高速、低功耗和优异的视频性能，这些放大器适合大量通用高速应用，包括高清视频、 成像设备以及雷达/通信接收机。驱动容性负载容性负载增加了输出相位延迟会造成频响振铃、抖动并可能产生不稳。放大器与负载之间采 用串联电阻RS有助于提高稳定性，从而提高性能。参见图1。图1增加电阻RS驱动容性负载 表1为相对于不同容性负载的RS建议值。建议的RS值可使频响抖动 = 0.5dB。容性负载 (CL)的频响曲线如表1所示，表中给出的是CLC1605系列的频响。表1:相对于CL建议的RSFrequency (MHz)在给定负载电容的情况下
4、，调整RS可以优化建立时间与带宽之间的关系。一般情况下，降 低RS可以提高带宽，但会增加过冲和振铃效应。反相输入的寄生电容元器件之间的物理连接会产生不应有的或寄生电阻、电容和电感分量。反相输入寄生电容尤 其是高频放大器存在的问题。这个节点产生的寄生电容会使增益调整电阻Rg出现同样现 象。在高频处，其阻抗会使Rg减小，系统增益开始上升。一般情况下，应避免这个节点产 生任何附加寄生电容。此外，Rf电阻两端杂散电容会导致抖动和高频振铃。过驱动恢复过驱动情况指输入或输出超过规定的电压范围。过驱动恢复指放大器恢复正常或线性工作点 所需的时间。恢复时间随输入还是输出过驱动，以及超出规定范围的大小而变化。C
5、LC1605 系列过驱动条件下的恢复时间一般小于10ns。CLC1605过驱动条件下的变化如图2所示。1.5Time (ns)图2过驱动恢复 功耗低于规定的1000 ohm负载条件下工作时，可以不考虑功耗因素。但低阻抗应用环境下， 应分析DC耦合负载，以保证不超过允许的结温。下列规则可用来确定具体应用是否不会造 成器件在超出其工作范围的条件下运行。最大功率按结温最大绝对值150设定。结温可采用封装热阻值ThetaJA (.JA)结合晶片总 功耗计算。TJun ctio n = TAmbie nt + (.JA x PD)式中，TAmbient是工作环境温度。确定PD时，需从电源总功率中减去负载
6、功耗。PD = Psupply - Pload电源功率按标准功率等式计算。Psupply = Vsupply x IRMS 电源Vsupply = VS+ - VS-纯电阻负载的功率为：Pload = (VLOAD)RMS2)/Rloadeff有效反馈网络中应包含有效负载电阻(Rloadeff)。例如,非反相增益配置中，Rloadeff按以下公式计算:RL | (Rf + Rg)这些是基础测量值，而且比较容易采用标准实验设备进行测量。不过，就设计而言，确定功 耗需预先掌握实际信号电平和负载阻抗。PD可采用以下公式计算PD = PQuiesce nt + PDyn amic - PLoad静态功
7、率可利用规定的IS值结合已知电源电压VSupply求出。负载功率可结合所需信号 振幅按上述方法计算：(VLOAD)RMS = VPEAK / 灵(ILOAD)RMS = ( VLOAD)RMS / Rloadeff动态功率主要侧重于输出级驱动负载。这个值可采用以下公式计算：PDYNAMIC = (VS+ - VLOAD)RMS x( ILOAD)RMS负载以电源轨或Vsupply/2中部为基准。图3 (下图)所示为封装最大安全功耗与封装环境温度的对应关系。2.S0204060Ambient Temperature DC)图3最大功耗下降PC板封装引脚最大限度金属化可以实现更好的额定散热。不过，
8、需要当心输入脚产生的杂 散电容。此外，增加封装中的气流也有助于降低封装的有效.JA。输出瞬间连接低阻抗通道时，内部电路和输出脚支持的最大输出电流可达65mA。不过，这种情况长时间持续的情况下，不能保证不超出最大结温（+150C）。布线考虑因素一般情况下，布线结构和电源旁路在高频性能中发挥着重要作用。CADEKA评估板可用来 指导高频布线，并有助于器件测试和性能检测。以下措施可作为高频布线的基础：.包括6.8卩F和0.1卩F陶瓷电容用于电源去耦.在电源脚0.75英寸范围内放置一个6.8卩F电容.在电源脚0.1英寸范围内放置一个0.1卩F电容 消除部件底部及四周的接地面，特别是靠近输入和输出弓I脚
9、处，以减小寄生电容 最大限度缩短所有迹线长度，以减小串联感应参见以下评估板布线了解更多信息。与电压反馈运算放大器一样，电流反馈运算放大器也具有闭环传递函数，但利弊关系不同。 VFB运算放大器受增益带宽乘积的制约，但允许使用大量反馈电阻值，甚至反馈电容；CFB 运算放大器受Rf带宽乘积的制约（且不便采用反馈电容），但允许使用大量增益，同时仍然 保持咼带宽。设计高速放大器电路时，将系统分解为组成系统的不同功能块，并确定每个性能的限制因素 是十分重要的。根据整个系统的技术指标，例如元件与信号带宽、线性与噪声规定，这些参 数可以用来决定系统所需的许多模拟性能参数，包括简单的布线格局、放大器带宽、转换速 率以及必要的增益。首先需要牢记的一点是，电路中任意一个节点都有某种与其连接的元件， 从某种角度上说，它即是输入，也是输出。了解一个概念正面和负面影响可以显著提高您的 系统设计能力。
