放大器被用于许多不同的运用中,它们能够被用做高速模数转换器的输入缓冲器、多个视频负载的驱动器和测验仪器运用中的高速脉冲信号放大器等。现在,市场上的大多数高速(》50MHz)放大器的运用都十分便利,可是在恰当的情况下,它们会变成十分安稳的振动器。高速放大器振动的最常见原因如下:
1. 放大器的输出未经缓冲而驱动容性负载;
2. 电路板布局引进的附加电感或电容;
3. 不合适的电源旁路;
4. 不恪守放大器规划规矩。
本文将更为具体地评论这些违规操作。遵从下述通用的规划攻略,你在选用高速放大器进行规划的过程中将遭受较少的波折。
驱动容性负载或电抗性负载
驱动容性负载能够直接减小放大器的相位裕量。容性负载和放大器输出阻抗引起的相位滞后将导致欠阻尼脉冲响应或振动。一些放大器能够直接驱动大的容性负载,而别的一些放大器需求一个串联电阻来缓冲输出级。要查阅放大器的数据手册以确认你的放大器归于哪一类。如图1所示,放大器输出端上的小的串联电阻(Rs)将改进安稳性和树立功能。
图1:容性负载驱动电路的典型拓朴图2:电缆或传输线的驱动电路
不运用串联电阻来驱动同轴电缆也或许引起频率急剧添加或振动。图2描绘了同轴电缆驱动电路的典型装备。
电阻Rs和RL都等于电缆或传输线的特征阻抗Zo。放大器输出阻抗跟着频率的添加而添加。电容C能够被用于在更大的频率范围内匹配电缆,它补偿放大器不断添加的输出阻抗。
通用电路板规划攻略
整体的电路板和电源旁路的规划在保证高频功能中发挥重要的作用。高速放大器的最灵敏引脚是反向输入端和输出引脚。要遵从下列整体规划攻略:
1. 要运用电路板上的接地层为元器件供给一个低电感值的接地衔接,可是,要把高速放大器下面和周围的地平面去除,特别是输入和输出引脚邻近的地平面,以削减杂散电容。
2. 尽或许运用表贴元器件,由于它们供给低的引脚电感。假如选用有引脚的元器件,就要让引脚最短,特别是把Rf和Rg控制为最小,以减小放大器反向输入端的串联电感。
3. 要规划紧凑的电路板并最小化一切的布线长度,特别是最小化Rf和Rg,以减小放大器反向输入端的串联电感。
4. 不要运用插座。把选用外表封装的放大器直接焊接到电路板上能够获得最佳的功能。假如要用插座的话,用闪存插座(flash-mount socket),而不要运用体积高的插座。
电源旁路的一般做法
要在每一个电源上选用旁路电容。旁路电容在电源引脚上供给一条低阻抗的电流回来途径,改进了对电源噪声的按捺,并滤除电源走线上的高频重量。要查阅制作商供给的数据手册中的引荐容值。大多数制作商引荐选用6.8uF的钽电容和0.1uF的陶瓷电容。在某些情况下,几个放大器能够同享该钽电容。可是为了优化功能,体系中的每一个放大器都运用一个陶瓷电容。
为了完成最佳功能,要按照下列要求放置电容:
1. 把6.8uF电容放置在间隔电源引脚0.75英寸的范围内;
2. 把0.1uF电容放置在间隔电源引脚0.1英寸的范围内。
把陶瓷电容放置在间隔电源引脚0.1英寸的范围内是至关重要的。跟着间隔的添加,因存在附加走线电感的原因,旁路电容的作用会下降。图3描绘了单电源放大器的比如。假如选用双电源供电,那么另一个电源要选用相同的旁路电容。
图3:单电源放大器的根本放大器正向增益装备
根本放大器规划规矩
一些放大器具有最小安稳增益要求。假如放大器所运用的增益低于引荐的最小安稳增益,它就或许振动。而假如选用电流反应放大器:1. 依据你的增益要求,选用制作商引荐的反应电阻值;2. 在放大器的直接反应环路中,不要运用电容或其它非线性元件;3. 关于单位增益装备,要运用反应电阻;不运用规范电压跟从器电路。
本文小结
当选用高速放大器进行规划时,要遵从下列根本规划攻略:
1. 驱动容性负载时,选用串联电阻;
2. 电路板规划要选用接地层,可是,要消除输入/输出邻近的接地平面:
3. 消除长的引脚或选用表贴元器件;
4. 消除I/O端邻近的任何寄生电容或电感;
5. 在每一个电源引脚上运用电源旁路电容;
6. 尽或许把旁路电容接近放大器的电源引脚放置;
7. 查阅制作商供给的数据手册;
8. 保证不违背放大器的最小安稳增益;
9 。关于电流反应放大器:选用引荐的反应电阻。在反应环路中,不要选用电容或二极管,除非采取了特别办法来保证安稳性。