Это хороший дизайн и компоновка активного дифференциального зонда?

Этот вопрос является расширением дифференциального зонда Homebrew . Я подумал, что должен сделать это новым вопросом.

Мне нужно измерить сигнал LVDS со скоростью 100 Мбит/с, чтобы проверить его целостность. Я попытаюсь раздобыть осциллограф с полосой пропускания 600 МГц, но мне нужен дифференциальный пробник, а настоящий я не могу себе позволить. Поэтому я разработал решение с использованием операционного усилителя с токовой обратной связью THS3201DBVT 1,8 ГГц.

Это моя первая конструкция с использованием усилителя с обратной связью по току и моя первая конструкция с высокой пропускной способностью. Буду очень признателен за любой отзыв (каламбур, извините).

Схема дифференциального зонда

Рендеринг дифференциального зонда

Слои дифференциального зонда

Добавлено: спасибо The Photon за предложение удалить заземляющий слой под входными контактами операционных усилителей. Вот слой чуть ниже верхнего слоя, показывающий новые вырезы. То же самое было сделано и с другими слоями.Меньшая емкость.

Входные буферные усилители, вероятно, должны быть связаны с отрицательной обратной связью, а не с положительной обратной связью.
Кхм, э, да. Найдите преднамеренную ошибку, чтобы проверить, кто обращает внимание...
Хорошо, исправил схему.
это интересный проект, спасибо за публикацию. Удалось ли вам его построить? Это работает? Джерри
Резистор на 50 Ом, который соответствует сопротивлению коаксиального кабеля 50 Ом, который также должен соответствовать входному сопротивлению осциллографа 50 Ом, было бы неплохо. Это обеспечивает уменьшение 2:1, но устраняет звон и т. д. Кроме того, многие операционные усилители не могут работать с большой емкостной нагрузкой. Используйте RG-174, так как он маленький и гибкий.
@Rocketmagnet: Вы когда-нибудь заканчивали и тестировали этот проект?
@Rev1.0 - Да. У меня это заработало, но трудно точно сказать, насколько хорошо это сработало, потому что я точно не знаю, как выглядит исходный сигнал.

Ответы (4)

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

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

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

Это имеет несколько преимуществ:

  1. Уменьшите входную емкость вашей схемы.

  2. Сведите к минимуму пульсации в цепях питания и заземления, подключенных к входам вашей схемы.

  3. Улучшите стабильность вашей схемы, потому что некоторые из этих пульсаций питания/земли могут быть вызваны переменным потреблением тока выходным каскадом усилителя, что приводит к нежелательной обратной связи.

Еще одна проблема связана с вашими развязывающими конденсаторами. Когда вы используете несколько развязывающих конденсаторов, если их значения отличаются более чем на 1 декаду (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 импедансу источника питания на антирезонансной частоте. В последнее время это несколько раз обсуждалось здесь несколько раз, и это также задокументировано в руководстве по применению Murata . Я бы посоветовал заменить меньший развязывающий конденсатор на 10 нФ.

Спасибо Фотон. Да, я поинтересовался насчет наземного самолета. Я внесу изменения. О конденсаторах: 100 пФ и 100 нФ показаны на схемах на стр. 16. Я также прочитал примечание к приложению Murata, но не знал, кому верить, поэтому воспользовался предложением из таблицы данных.
В любом случае, значение конденсатора легко изменить позже, если у вас возникнут проблемы... по крайней мере, вы знаете, что на это нужно обращать внимание.
Как я узнаю антирезонанс?
Какое-то плохое поведение на определенной частоте, вероятно, где-то между 10 и 100 МГц, например, низкий отклик, колебания или звон.
Также стоило бы посмотреть на спектр шумов, когда к пробнику ничего не подключено. Если вы видите пик в диапазоне 10–100 МГц, вы можете заподозрить проблему с конденсатором.
Хорошо, я внес изменения в самолеты.

У вас нет массовой развязки для земли. Соедините середину CP1 и CP2 с землей.

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 его более общим зондом.

Хорошо, теперь это исправлено.
Я сделал это +-6v, чтобы дать операционным усилителям некоторый запас. Разве они не предпочитают это?

Последовательный резистор (50 Ом) - хорошая идея. Осциллограф также должен быть установлен на 50 Ом. Результирующая осциллограмма будет иметь значение 1/2, но завершение имеет решающее значение для высокоскоростных сигналов.

Я бы также рекомендовал небольшой (10-47 пФ) колпачок на каждый из резисторов обратной связи для повышения стабильности. Это повлияет на частотную характеристику, поэтому сравните это с тем, что вы планируете измерять. Используйте Tina-TI для моделирования реакции.

Это действительно требует 4 слоев?

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

Возможно, вы сможете значительно сократить расходы, используя двухслойную плату, но это может повлиять на целостность вашего сигнала (таким образом, нарушив цель дизайна).

Надеюсь, кто-нибудь отзовется по этому поводу...

Возможно, нет, но это единичный случай, и он идет с партией других 4-слойных плат. Так что стоимость не проблема.
Это хороший дизайн и компоновка активного дифференциального зонда?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v