Это хороший дизайн и компоновка зонда с активным дифференциалом?


16

Этот вопрос является расширением зонда доморощенного дифференциала . Я думал, что должен сделать это новым вопросом, хотя.

Мне нужно измерить сигнал LVDS 100 Мбит / с, чтобы проверить его целостность. Я попытаюсь достать «прицел с полосой пропускания 600 МГц, но мне нужен дифференциальный пробник, и я не могу позволить себе настоящий. Поэтому я разработал решение с использованием операционного усилителя с обратной связью по току THS3201DBVT 1,8 ГГц.

Это мой первый проект с использованием усилителя с обратной связью по току и мой первый дизайн с высокой пропускной способностью. Буду очень признателен за любые отзывы (каламбур, извините).

Схема дифференциального зонда

Дифференциальный зонд рендеринга

Дифференциальные зондовые слои

Добавлено: Спасибо Фотону за предложение удалить плоскость заземления под входными контактами операционных усилителей. Вот слой чуть ниже верхнего слоя, показывающий новые вырезы. То же самое было сделано и для других слоев. Более низкая емкость.


1
Входные буферные усилители, вероятно, должны быть связаны с отрицательной обратной связью вместо положительной обратной связи.
Фотон

1
Гм, да. Найдите преднамеренную ошибку, чтобы проверить, кто обращает внимание ...
Ракетный магнит

ОК, я исправил схему.
Ракетный магнит

это интересный проект, спасибо за публикацию. Вам удалось его построить? Это работает? Gerry

Было бы неплохо использовать 50-омный последовательный резистор, который соответствует коаксиальному сопротивлению 50 Ом, который также должен соответствовать входному сопротивлению 50 Ом. Это обеспечивает снижение 2: 1, но устраняет звонки и т. Д. Также многие операционные усилители не могут управлять большой частью емкостной нагрузки. Используйте RG-174, так как он маленький и гибкий.
Дон МакКаллум

Ответы:


12

Классическое правило компоновки высокоскоростных операционных усилителей заключается в удалении плоскостей питания и заземления под сетями, подключенными к входным контактам. Вы найдете это в качестве первого пункта в разделе схемы печатной платы таблицы данных для вашего операционного усилителя.

Это означает, что, в основном, удалите всю медь из плоских слоев под любой медью, которая подключена к выводам 3 или 4 ваших усилителей.

На практике это, вероятно, также означает перемещение R1 и R2 ближе к входным контактам, чтобы минимизировать размер пустоты, которую вы будете резать в плоских слоях.

Это имеет несколько преимуществ:

  1. Уменьшите входную емкость вашей цепи.

  2. Сведите к минимуму пульсации в сетях питания и заземления, подключенных к входам вашей цепи.

  3. Повысьте стабильность своей схемы, поскольку некоторые из этих колебаний мощности / заземления могут быть вызваны переменным потреблением тока на выходном каскаде усилителя, что приводит к нежелательной обратной связи.

Другая проблема связана с вашими развязывающими конденсаторами. Если вы используете несколько развязывающих конденсаторов, если их значения отличаются более чем на 1 десятилетие (у вас есть коэффициент 1000 между 100 пФ и 100 нФ), это может привести к антирезонансу на некоторой частоте между резонансными частотами двух конденсаторов. , Это приводит к исключительно высокому сопротивлению источника питания на антирезонансной частоте. Это обсуждалось, смутно, несколько раз в последнее время, и это также задокументировано в руководстве по применению Murata . Я бы посоветовал заменить ваш меньший разделительный конденсатор на 10 нФ.


Спасибо, Фотон. Да, я задумался о наземном самолете. Я сделаю изменения. О конденсаторах: 100pF и 100nF показаны на схемах на странице 16. Я также прочитал примечание к приложению Murata, но я не был уверен, кому верить, поэтому я пошел за рекомендацией к данным.
Ракетный магнит

Во всяком случае, значение конденсатора легко изменить позже, если у вас есть проблема ... по крайней мере, вы знаете, чтобы найти его.
Фотон

Как я узнаю антирезонанс?
Ракетный магнит

Какое-то плохое поведение на определенной частоте, вероятно, где-то между 10 и 100 МГц, например, низкий отклик или колебание или звон
Фотон

Также стоило бы посмотреть на спектр шума, когда у вас ничего не подключено к зонду. Если вы видите пик в диапазоне 10–100 МГц, вы можете заподозрить проблему с конденсатором.
Фотон

1

У вас нет развязки для земли. Подключите середину CP1 и CP2 к земле.

Ваш входной сигнал находится в диапазоне от 0 до + 3,3 В. Так что нет необходимости в шине -6 В, по крайней мере, в этом случае. Однако это сделало бы это более общим исследованием.


Хорошо, это исправлено.
Ракетный магнит

Я сделал это + -6В, чтобы дать операционным усилителям некоторый запас. Разве они не предпочитают это?
Ракетный магнит

1

Последовательный резистор (50 Ом) - хорошая идея. Объем также должен быть установлен на 50 Ом. Результирующая трассировка области будет иметь значение 1/2, но завершение является критическим для высокоскоростных сигналов.

Я бы также порекомендовал небольшой (10-47 пФ) колпачок на каждом из резисторов обратной связи для улучшения стабильности. Это повлияет на частотную характеристику, поэтому сверьтесь с тем, что вы планируете измерять. Используйте Tina-TI для имитации ответа.


0

Это действительно требует 4 слоя?

Мне кажется, единственное, что использует +/- 6В, это операционные усилители.

Возможно, вам удастся значительно сократить расходы, используя двухслойную плату, но это может повлиять на целостность вашего сигнала (что отрицательно скажется на цели разработки).

Я надеюсь, что кто-то вмешивается в этот вопрос ...


Возможно, нет, но это один раз, и собирается с партией других 4-слойных плат. Так что стоимость не проблема.
Ракетный магнит
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.