ZHCS230B August 2014 – February 2024 THS4541
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應用
- 3 說明
- 4 器件比較表
- 5 引腳配置和功能
- 6 規格
- 7 參數測量信息
- 8 詳細說明
- 9 應用和實施
- 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
機械數據 (封裝 | 引腳)
散熱焊盤機械數據 (封裝 | 引腳)
訂購信息
9.2.1.2 詳細設計過程
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 所示的響應峰值。盡管將 THS4541 用作衰減器通常很有用（將大輸入范圍轉換為以受控輸出、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會使噪聲達到峰值，但這僅在較高的頻率下發生，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?？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）的電容分壓器的轉換。該方法的關鍵是以 Zo 為目標，此時噪聲增益開始達到峰值。僅使用以下各項并以閉環平坦（巴特沃斯）響應為目標，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 的設計中為 1.1）
- 選擇高于 NG1 的目標高頻噪聲增益（為該設計選擇了 NG2 = 3.1V/V）
- 反饋電阻器值 Rf（對于該設計示例，假設針對此差分設計的平衡值為 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）：
根據噪聲增益中的該目標零頻率，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，請將目標值減半，并將結果放在兩個輸入端（通過指定的內部差分電容減小外部值）。
通過使用方程式 15 至方程式 17 設置外部補償元件，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，對于單端設計，輸入端的 1pF 實際上總共為 1.85pF，
其中包括內部差分電容和 Cs = 3.7pF。
這兩個設計（使用和不使用電容器）均使用 THS4541 TINA 模型進行了基準測試和仿真，結果如圖 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用的響應。仿真模型可以很好地預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 增益設計，兩者都提供了大約 250MHz 的平坦閉環帶寬。在本例中，輸出噪聲在 70MHz 以上開始達到峰值（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 ±40V 的輸入，其中 4kΩ 輸入 Rg1 從源汲取 ±10mA 的電流。