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曼联vsac米兰:AD865X系列由高精度、低噪聲、低失真、軌對軌CMOS運算放大器

時間:2019-10-6, 來源:互聯網, 文章類別:元器件知識庫

瓦伦西亚曼联 www.rxlibr.com.cn 特征

帶寬:50MHz,5V;低噪聲:4.5nV/√Hz;偏移電壓:典型值為100μV,在整個共模范圍內指定;轉換速率:41 V/μs;軌對軌輸入輸出擺幅;輸入偏置電流:1pa;單電源操作:2.7 V至5.5 V;節省空間的msop和soic_n封裝。

應用

光通信;激光源驅動器/控制器;寬帶通信;高速模數轉換器和數模轉換器;微波鏈路接口;手機PA控制;視頻線路驅動程序音頻。

一般說明

AD865X系列由高精度、低噪聲、低失真、軌對軌CMOS運算放大器組成,運算放大器的工作電壓為2.7V至5.5V。

AD865X系列由軌對軌輸入和輸出放大器組成,增益帶寬為50MHz,共模電壓偏移量為100μV,由5V電源供電。它還具有低噪音-4.5nv/√hz。

AD865X系列可用于通信應用,如手機傳輸功率控制、光纖網絡、無線網絡和視頻線路驅動程序。

AD865X系列采用最新一代Digitrim®內包裝剪裁。這一新一代測量和校正整個輸入共模范圍內的偏移,提供比其他典型的軌道扭轉放大器更少的V變化失真。偏置電壓和共模抑制比在整個共模范圍內以及擴展的工業溫度范圍內都有規定和保證。操作系統

AD865X系列采用窄8導聯SOIC封裝和8導聯MSOP封裝。放大器是在擴展的工業溫度范圍(-40°C至+125°C)內指定的。

應用

操作理論

AD865X系列由電壓反饋、軌對軌輸入和輸出精密CMOS放大器組成,其工作電壓范圍為2.7 V至5.5 V。這些放大器使用模擬設備公司的Digitrim技術,以達到比大多數CMOS放大器更高的精度。digitrim技術是一種在放大器組裝完成后對其偏置電壓進行微調的方法,在許多模擬器件放大器中得到了應用。后包裝微調的優點是它可以校正由裝配機械應力引起的任何偏移電壓。

AD865X系列提供標準運算放大器插腳,使Digitrim對用戶完全透明。放大器的輸入級是一個真正的軌對軌結構,允許運算放大器的輸入共模電壓范圍擴展到正負電源軌。負載為1kΩ的ad865x的開環增益通常為115db。

AD865X可用于任何精密運算放大器應用。對于電源內的共模電壓,放大器不顯示相位反轉。對于10 kHz、2 V P-P信號,AD865X的電壓噪聲為4.5 nV/√Hz和-105 dB失真,是高分辨率數據采集系統的理想選擇。它們的低噪聲、亞功率放大器輸入偏置電流、精確偏移和高速使它們成為快速光電二極管應用的極好的前置放大器。AD865X的速度和輸出驅動能力也使放大器在視頻應用中非常有用。

軌對軌輸出級

輸出級的電壓擺幅是軌對軌的,通過使用以公共源配置連接的nmos和pmos晶體管對來實現。最大輸出電壓擺幅與輸出電流成正比,較大的電流將限制輸出電壓接近供電軌的程度。這是所有軌對軌輸出放大器的一個特點。當輸出電流為40ma時,輸出電壓可達到正負軌5mv以內。在輕負載>100 kΩ時,輸出在電源的~1 mV范圍內擺動。

軌對軌輸入級

AD865X的輸入共模電壓范圍擴展到正負電源電壓。這使得放大器的可用電壓范圍最大化,這是單電源和低電壓應用的一個重要特性。通過使用兩個輸入差分對(一個nmos和一個pmos)并行放置來實現這種軌到軌的輸入范圍。nmos對在共模電壓范圍的上端激活,并且PMOS對在共模范圍的低端處于活動狀態。

nmos和pmos輸入級分別使用digitrim進行修剪,以最小化兩個差分對中的偏移電壓。當輸入共模電壓低于正電源電壓約1.5 V時,NMOS和PMOS輸入差分對在500 mV過渡區中均處于激活狀態。一種特殊的設計方法改進了傳統上v值變化很小的過渡區的輸入偏置電壓。結果,在該過渡帶內共模抑制比得到改善。與圖53所示的Burr Brown OPA350放大器相比,圖54所示的AD865X在整個輸入共模范圍內(包括過渡區)顯示出更低的偏移電壓偏移。

輸入?;?/p>

與任何半導體器件一樣,如果存在輸入電壓超過電源的條件,則必須考慮器件的輸入過電壓特性。AD865X系列的輸入由ESD二極管?;さ餃我壞繚?。過大的輸入電壓使AD865X的內部PN結通電,允許電流從輸入流到電源。這就產生了一個輸入級,輸入電流皮安,可以承受高達4000伏的靜電放電事件(人體模型),而不會退化。

通過?;ぷ爸玫墓裙幕崞蘋禱蚪檔腿魏畏糯篤韉男閱?。差分電壓大于7 V時,輸入電流約為(VCC–Vee–0.7 V)/Ri,其中Ri是與輸入串聯的電阻。對于超過正電源的輸入電壓,輸入電流約為(vin–vcc–0.7)/ri。對于負電源以外的輸入電壓,輸入電流約為(車輛識別號–車輛轉向+0.7)/ri.如果放大器的輸入維持大于7V的差分電壓或輸入電壓超過放大器電源,則使用適當大小的輸入電阻器(R)將輸入電流限制為10mA,如圖55所示。

超速恢復

過驅動恢復是指在過載信號啟動后,放大器輸出從供電軌上脫落所需的時間。這通常是通過將放大器置于15的閉合環路增益中,輸入方波為200 mV p-p,同時放大器由5 V或3 V供電來測試的。AD865X系列在過載條件下具有極好的恢復時間(見圖31和圖32)。在所有電源電壓下,輸出在200 ns內從正極供電軌恢復。在5v電源下,負軌的恢復在100ns以內。

布局、接地和旁路注意事項

電源旁路

電源管腳可以作為噪聲的輸入,因此必須注意施加無噪聲、穩定的直流電壓。旁路電容器的目的是在所有頻率下產生從電源到接地的低阻抗,從而分流或過濾大部分噪聲。

旁路方案旨在通過0.1μf和4.7μf電容器的并聯組合最小化所有頻率下的電源阻抗。0.1μf(x7r或npo)的片式電容器至關重要,應盡可能靠近放大器封裝。對于高頻旁路,4.7μf鉭電容器的重要性較低,而且在大多數情況下,每個電路板在電源輸入端只需要一個。

接地

地平面層對于密集封裝的pc板來說是非常重要的,它可以分散電流,減小寄生電感。然而,了解電路中電流的流向對實現有效的高速電路設計至關重要。電流路徑的長度與寄生電感的大小成正比,因此與路徑的高頻阻抗成正比。感應接地回路中的高速電流會產生不必要的電壓噪聲。

高頻旁路電容引線的長度至關重要。旁路接地中的寄生電感對旁路電容器產生的低阻抗起作用。將旁路電容器的接地線放在同一物理位置。由于負載電流也從電源流出,負載阻抗的接地應與旁路電容器接地處于相同的物理位置。對于在較低頻率下有效的較大值電容器,電流返回路徑距離不太重要。

漏電流

不良的PC板布局、污染物和板絕緣體材料會產生比AD865X系列的輸入偏置電流大得多的泄漏電流。輸入和附近記錄道之間的任何電壓差都會通過PC板絕緣體建立泄漏電流,例如1 V/100 G=10 PA。同樣,板上的任何污染物都會造成嚴重泄漏(皮膚油是常見問題)。

為了顯著減少泄漏,在輸入端和輸入端周圍放置一個?;せ罰ㄆ簾危?,這些輸入端和輸入端被驅動到與輸入端相同的電壓電位。這確保了在輸入端和周圍區域之間沒有電壓電位來建立任何泄漏電流。為了有效,?;せ繁匭胗梢桓魷嘍緣妥榪乖辭?,并應使用多層板完全包圍輸入引線的上下兩側。

另一個可能導致泄漏電流的影響是絕緣體材料本身的電荷吸收。盡量減少輸入引線和?;せ分淶牟牧狹坑兄詡跎儻?。此外,在某些情況下,可能需要低吸收材料,如Teflon®或陶瓷。

輸入電容

隨著旁路和接地,高速放大器可以對輸入和接地之間的寄生電容敏感。幾皮卡的電容會降低高頻時的輸入阻抗,進而增加放大器增益,導致頻率響應或振蕩達到峰值。對于AD865X,當電容負載大于47 pF且直接輸入輸出反饋時,穩定性需要額外的輸入阻尼(見輸出電容部分)。

輸出電容

在使用高速放大器時,必須考慮電容負載對放大器穩定性的影響。電容負載和放大器的輸出阻抗相互作用,導致帶寬降低,頻率響應出現峰值和振鈴。為了減小容性負載的影響并允許更高的容性負載,有兩種常用的方法。如圖56所示,將一個小電阻(R)與輸出串聯,以將負載電容器與放大器輸出隔離。重電容負載會降低放大器的相位裕度,導致放大器響應峰值或變得不穩定。AD865X能夠在單位增益緩沖配置中驅動高達47 pf,而無需振蕩或外部補償。然而,如果在AD865x為單位增益時應用需要更高的電容性負載驅動,則可以使用外部隔離網絡。該電阻產生的效果是將運放輸出與電容負載隔離。表5列出了不同電容性負載所需的串聯電阻值。雖然該技術改善了放大器的整體電容負載驅動,但最大的缺點是降低了整個電路的輸出擺幅。

另一種穩定驅動大電容負載的運放的方法是使用緩沖網絡,如圖57所示。由于信號通路中沒有隔離電阻,該方法具有不降低輸出擺幅的顯著優點。實驗推導了rs和cs的精確值。在圖57中,選擇了50 pf到1 nf電容性負載驅動的最佳rs和cs組合。為此,選擇了Rs=3Ω和Cs=10 nF。

沉降時間

放大器的穩定時間被定義為輸出對輸入的階躍變化作出響應并進入并保持在定義的誤差帶內所需的時間,該誤差帶是相對于輸入脈沖的50%點測量的。這個參數在測量和控制電路中特別重要,在這些電路中,放大器被用來緩沖A/D輸入或DAC輸出。AD865X系列的設計結合了高轉換速率和寬增益帶寬產品,以產生具有非??斕奈榷ㄊ奔淶姆糯篤?。AD865X以1的非反轉增益配置,對其輸入施加2V P-P階躍。AD865X家族的沉降時間約為130納秒至0.01%(2毫伏)。輸出由10×,10 m,11.2 pf示波器探頭監控。

THD讀數與共模電壓

AD865X系列的總諧波失真遠遠低于0.0004%,任何負載都低于600Ω。失真是電路結構、施加的電壓和布局以及其他因素的函數。如圖58所示,AD865X系列在失真方面優于其競爭對手,特別是在低于20 kHz的頻率下。

驅動16位ADC

AD865X系列是駕駛高速、高精度ADC的絕佳選擇。這類應用的驅動放大器需要低thd+n和快速的穩定時間。圖61顯示了完整的單電源數據采集解決方案。AD865X系列驅動AD7685,一個250 ksps的16位數據轉換器。

AD865X以1的反向增益配置,帶有5V單電源。輸入頻率為45khz,adc采樣頻率為250ksps。該溶液的結果列于表6中。該電路的優點是放大器和adc可以用相同的電源供電。對于非垂直增益為1的情況,輸入共模電壓包含兩個電源。


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