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| AD811高速运放器件介绍 | |||||
作者：AD827AQ 文章来源：Internet 点击数： 更新时间：2008-3-1  |
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1、设计概要 AD811是一片电流负反馈运算放大器，用于高性能视频和数据接受领域。由于采用了电流负反馈结构，它的－3dB闭环带宽由反馈电阻所决定。我们可以通过改变反馈电阻值来调整带宽，通过改变取样电阻值来调整增益。表1囊括了各种常用的闭环增益和供电电压下电阻的推荐值。 图11和12例举了闭环增益为2时的负反馈电阻和频率与时域响应特征之间的关系。(其他增益下的响应也是类似。) 3dB带宽跟供电电压也有关系。假如供电电压降低了，内部附带的寄生电容的量级就会增大，导致了闭环带宽减小。为了补偿这个矛盾，我们在低电压供电的时候常采用较小的反馈电阻。 2、高频时达到最平坦的增益响应 为了使放大器的0.1dB带宽大于10MHz，我们需要考虑到许多因素。 1，选择反馈电阻和取样电阻 由于有上面提到的3dB带宽和反馈电阻之间的关系，在很多情况下，我们会通过改变反馈电阻的值来使增益平坦度达到满意的程度。因此，如果在很宽的频率范围内要求有足够的增益平坦度，我们推荐使用误差不超过1％的电阻。另外，不同种类的电阻有不同的寄生电容和寄生电感，在这里我们采用金属镆电阻。有可能在使用其他种类电阻时，最佳的值不是上面推荐的值。 2，PCB设计应考虑的事项 对于一个宽频放大器而言，PCB的寄生效应对闭环性能的影响是显著的。尤其是输出端和反相输入端的寄生电容。如果在信号线同一个层内铺了地，那么必须在信号线周围留出足够的空间(至少3/16")，来尽量减小耦合。另外，连接反馈电阻和取样电阻的信号线必须足够的短，这样才能使附带的寄生电感不引起高频增益误差。推荐线长度短于1/4"。 3，同轴线的质量 在驱动同轴线时，最佳平坦度只可能出现在同轴线末端的负载电阻跟同轴线的特性阻抗相匹配时。如果同轴线时理想的，那么增益平坦度跟同轴线的长度没有关系。当用便宜的线材也能达到显著的效果的时候，我们应该清楚，凭经验改变线材的长度能使平坦度发生一些改变。 4，电源旁路 由足够大的电源旁路可以判断出一个高频电路的性能是否最佳。供电部分的电感能形成共振回路，致使放大器响应出现高频峰化。另外，如果输出电流很大，那么必须用旁路电容(典型值大于1uF)来提供最佳的回复时间和最低的失真。尽管在许多应用中，推荐使用的0.1uF旁路电容已经足够大了，但是还有部分情况需要更加精心的设计旁路(比如使用两个并联的电容器)。 3、驱动容性负载 当驱动的负载电容小于10pF时，表I中的反馈电阻和取样电阻的值能够使闭环响应非常平坦；但当电容大于那个值的时候则会导致高频峰化的增加和过冲，尽管在单频振荡中未必会出现。 我们至少有两种方法来补偿这个影响。一种方法就是增加反馈电阻值，那会导致3dB带宽减小。另外一种方式就是在放大器的输出端串联一个小电阻，把放大器跟负载电容隔离开来。图32反应了用这两种技巧后的效果。反馈电阻取1.5k的时候，驱动100pF负载时输出波动小于0.5dB。这种方式的主要缺点就是当电容增大时牺牲了部分增益平坦度。用第二种方法即在输出端串联一个小电阻就不会有这个问题。 图33推荐了不同容量的负载对应的电阻值Rs。再次提到图32中例举的这种方式的结果，注意，我们也许有必要调整取样电阻Rg，来补偿级联电阻Rs和负载电阻分压带来的衰减。 在高转换速率下驱动一个大的负载电容的时候，转换速率会由于放大器的最大输出电流而被限制。例如，一个最大输出电流为25mA的放大器在驱动500pF负载的时候，转换速率不可能超过50V/uS。然而由于AD811有100mA的输出电流，所以在同样驱动500pF负载的时候，转换速率能达到200V/uS。 4、用作视频线路放大器 当闭环增益为1或更大时，AD811驱动多个单向视频负载的性能是非常优越的。在+/-15V供电时，AD811的微分增益和相位误差最小。用+/-12V供电时，微分增益和相位误差会略微增加，但那是无关紧要的，同时增益平坦度也会有细微的改善。考虑到功耗问题，我们推荐使用+/-12V供电来获得最佳的视频性能。当然在更低电压供电时，我们也能达到非常优越的性能。图36反应了在不同供电电压下闭环增益跟频率之间的关系。图37是AD811线路驱动器在+/-15V供电下冲击响应的示波器照片。图38和39分别显示了微分增益和相位误差跟供电电压之间的关系。 另外一个重点，在驱动多跟线的时候，我们需要考虑到输出线之间的高频隔离度。由于AD811的输出阻抗非常低，所以在5MHz下驱动单向75欧线时输出隔离度优于40dB。 |
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