ZHCSRN8 February 2023 TDC1000-Q1
PRODUCTION DATA
8.3.3 低噪聲放大器 (LNA)
TDC1000-Q1 前端中的 LNA 限制以輸入為基準的噪聲并確保生成的 STOP 脈沖的計時精度。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現 20dB 的閉環增益，并且 LNA 可以針對兩種反饋配置進行編程。帶通配置稱為電容反饋模式，必須與輸入電容器結合使用。低通配置稱為電阻反饋模式，必須與輸入電阻器結合使用。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 應放置在換能器和相應的輸入引腳之間。這提供了 CIN/CF 的帶內增益，其中 CF 是片上 30pF 反饋電容器。假設 CIN = 300pF，則 LNA 電路的帶內增益為：
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。高通拐角頻率由內部反饋元件 RF (9kΩ) 和 CF (30pF) 設置，大約為 590kHz。帶內增益由電容器比設置，LNA 的 50MHz 增益帶寬積設置頻率響應的低通拐角。例如，如果帶內增益為 10，則會使帶通響應介于 590kHz 和 5MHz 之間。
對于諧振頻率大約為數百 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 位設置為 1 來完成的。在該配置下，內部反饋電容器 CF 被斷開（請參閱圖 8-3），LNA 電路的直流增益取決于內部反饋電阻器 RF (9kΩ) 與外部電阻器 RIN 之比。當 RIN = 900Ω 時，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。