ZHCSME4 December 2020 THS4567
PRODUCTION DATA
8.1.1 噪聲分析
為了簡化配置為 TIA 的 FDA 的噪聲計算，請將電路分為兩個相同的部分，并將每一半視為獨立的運算放大器電路。配置為 TIA 的運算放大器的噪聲如高速放大器跨阻注意事項中所示，并在方程式 1 中重復。圖 8-1 展示了等效噪聲電路。圖 8-1 中的放大器電壓噪聲 eNOP 等于 THS4567 (eN) 的指定輸入參考電壓噪聲除以 1.414。通過這種方法，我們能夠將 FDA 作為兩個完全相同但互不相關的部分進行分析。FDA 的總噪聲等于每一半的總噪聲乘以 1.414。
圖 8-1 跨阻放大器噪聲分析電路為了盡可能降低 TIA 的總噪聲，電路設計人員應該：
- 盡可能降低運算放大器的電流噪聲 (ib)。由于 THS4567 器件具有 CMOS 輸入，因此它產生的電流噪聲可以忽略不計。
- 盡可能增大跨阻增益 (RF)。
- 盡可能降低放大器電壓噪聲 (eN)。THS4567 的寬帶電壓噪聲為 4.2nV/Hz，在同類產品中處于優先地位，同時靜態電流消耗不到 2.5mA。
- 盡可能減小光電二極管電容 (CPD)。
通過增加反向偏置，可以盡可能地減小光電二極管的電容。可以獨立控制 THS4567 的輸入和輸出共模。該獨立控制特性使電路設計人員能夠將光電二極管的陽極設置為接近負電源電壓，同時將其陰極連接至接近正電源電壓，以盡可能地增大光電二極管上的反向偏置。然后，將輸出共模設置為匹配下一級 ADC 的輸入共模范圍。在標準運算放大器 TIA 中，輸入共模偏置為接近正電源，以便盡可能增大放大器的輸出擺幅。這種偏置配置限制了光電二極管兩端的反向偏置，從而增加了其輸入電容。THS4567 器件經過優化，可通過優化方程式 1 中每個作用源的噪聲源來降低系統總噪聲。
方程式 1. 
其中
- ib = THS4567 器件的電流噪聲
- 開爾文溫度為 290 度時，4kT = 16 × 10–21J
- RF = 反饋電阻器
- eN = THS4567 器件的電壓噪聲
- CS = THS4567、光電二極管和任何 PCB 寄生效應的總輸入電容
- F = 噪聲積分頻率限制