Mai 2001 LT1815: 220MHz, 1500V/µs võimendi säästab ruumi ja energiat

Sissejuhatus LT1815 on väikese võimsusega, väikese moonutusega ühe optilise võimendi võimsus 220MHz võimendusribalaiusega ja 1500V/µs pöördekiirus. Seade töötab toitega ± 2V kuni ± 6V ja võtab tüüpilise toitevoolu vaid 6.5mA. LT1815 suudab madala moonutusega juhtida 100Ω koormusi; tavaliselt on moonutusproduktid –67 dBB 5MHz 2VP-P kandja suhtes. LT1815 on saadaval ruumisäästlikes SOT-23-5 ja SOT-23-6 pakettides ning SO-8 pakendis. 6-juhtmelisel SOT-23 pakendil on praegune programmeerimisnõel, mis võimaldab kasutajal toitevoolu veelgi vähendada, et säästa veelgi energiat, samal ajal kui seade jääb aktiivseks ja vähendab sagedust. See kombinatsioon suurest kiirusest ja väikesest võimsusest ning paindlikkus vahetada üksteist lennult, muudab LT1815 kasulikuks komponendiks paljudes kiiretes sidesüsteemides, kus energiatarbimist tuleb minimeerida. Toimivustabel 1 võtab kokku LT1815 jõudluse. Pange tähele, et pinge tagasisidevõimendi LT1815 pöörleb kiirusega 1500 V/µs või 670 p/volt. Kõrge pöörlemiskiirus mitte ainult ei vähenda settimisaega (15ns 5V sammu jaoks, et seada vahemikku ± 50mV), vaid pikendab ka võimendi efektiivset sagedusvahemikku. Täisvõimsusega ribalaiust saab arvutada pöörlemissageduse järgi järgmise valemi abil: pöörlemiskiirusel 1500 V/µs ja väljundamplituudil ± 3 V (VP = 3 V) on see täisvõimsusega ribalaius 80 MHz. Kuigi 220MHz väikese signaalivõimendusega ribalaiuse tootest jääb sellest veel puudu, ulatub see hästi paljude lairibaühenduste ja digitaalsete videosüsteemide hulka. Tabel 1. LT1815 peamised toimivusnäitajad Parameeter Väärtus Toitevool 6.5 mA võimendusribalaius Toode 220 MHz pöörlemissagedus 1500 V/μs täisvõimsusega ribalaius, VOUT = 6 VP-P 80 MHz harmooniline moonutus, fC = 5 MHz, AV = 2, VOUT = 2 VP-P, RL = 100Ω –67dBc sisendmüra pinge 6nV/√Hz sisendnihke pinge (max) 1.5 mV sisendmüra vool 1.3pA/√Hz sisendpinge vool (max) ± 8μA väljundvool, VOUT = ± 3V ± 75mA sisend ühisrežiimi vahemik ± 4.2 V CMRR 85 dB PSRR 97 dB Kõik spetsifikatsioonid on tüüpilised temperatuuril ± 5 V, 25 ° C, kui pole teisiti märgitud. Kõrge pöördekiirus tagab ka selle, et pöörde piiramine ei aita kaasa moonutustele laias sagedusvahemikus. 220MHz võimendusribalaiuse toode tagab omakorda suure ahela võimenduse huvipakkuval sagedusel. Kandesagedusel 5 MHz on avatud ahela võimendus 44, mis vähendab veelgi moonutusi. Joonis 1 (kaks alumist kõverat) näitab LT1815 võimendi moonutusi võrreldes sagedusega võimendusega 2. Joonis 1. LT1815 moonutus vs sagedus. Programmeeritav praegune valik Arutelu on siiani keskendunud LT1815 spetsifikatsioonidele täiskiirusel. SO-8 ja 5-lülitusega SOT-23 pakettides on see ainus pakutav režiim. 6-juhtmelisel SOT-23 pakendil on aga praegune programmeerimisnõel märgistusega EN, mis on viidatud negatiivsele toitepiirele ja millel on aktiivne madal polaarsus. Võimendi töötamiseks täiskiirusel (ja täieliku toitevooluga) tõmmake EN -tihvt alla negatiivse toiteallika läbi takistuse 75Ω või alla selle. See on lubatud režiim, seega ka tihvti nimi. Kui EN -pistik jääb ühendamata või on sunnitud vähemalt 2 V kõrgemale negatiivsest toitepingest, on võimendi väljalülitusrežiimis ja võtab ainult 150 µA ooterežiimi. LT1815 toitevoolu ja kiiruse reguleerimiseks või ühendamiseks ühendage väline takisti (REN) EN -tihvti ja negatiivse toite vahel, nagu on näidatud joonisel 2. Mida suurem on programmeerimistakisti väärtus, seda väiksem on toitevool. Samuti väheneb võimendusribalaiuse toode, kuigi aeglasemalt kui toitevool. Seega suureneb võimendusribalaiuse toote ja toitevoolu suhe (op -võimendi üks põhinäitaja) tegelikult 33 MHz programmeerimistakisti puhul 50 MHz/mA -lt ligikaudu 40 MHz/mA -ni. Joonised 3 ja 4 näitavad toitevoolu ja võimendusribalaiust ning programmeerimistakisti väärtust, võimaldades kasutajal valida rakenduse jaoks optimaalse kompromissi. Joonise 1 kaks ülemist kõverat näitavad moonutusi vs sagedust 40k programmeerimistakistiga (1.2mA toitevool). Joonis 2. Takisti programmeerimine EN ja V– vahele. Joonis 3. Toitevool vs REN programmeerimistakisti. Joonis 4. Võimendage ribalaiuse toodet vs REN programmeerimistakisti. Mõnes mõttes muudab programmeeritav vooluvõimalus LT1815 võimendi võimendite perekonda, millest igaüks erineb jõudluse ja toitevoolu vahel. Joonis 5 näitab moonutusi võrreldes pakkumisvooluga, mis on üks neist kompromisskõveratest. Punktid tähistavad mõne teise lineaartehnoloogia võimendi andmepunkte, kõver aga pidevat andmepunktide kogumit, mida LT1815 ja hästi valitud programmeerimistakisti võivad pakkuda. Pidades meeles, et iga op -võimendi on erinev, pakkudes oma ainulaadseid eeliseid, pakub LT1815 tegelikult antud toitevoolu korral väiksemaid moonutusi kui paljud teised võimendid. Joonis 5. Mootor vs toitevool. Soovi korral saab kasutaja dünaamiliselt vahetada täiskiirusel, väljalülitamisel ja ühel või mitmel vähese energiatarbega režiimil, kasutades erinevaid avatud äravoolu loogika kombinatsioone, nagu on näidatud joonisel 6. Näiteks LT1815 kasutav sidesüsteem saab oma dünaamilist vahemikku reguleerida vastuvõtva või edastava kanali müra ja moonutuste kohta ning ärge kunagi tarbige rohkem voolu kui vaja. Joonis 6. LT1815 ümberlülitamine suure kiirusega režiimi ja mitme väikese energiatarbega režiimi vahel. Vooluahela disain LT1815 lihtsustatud skeem on näidatud joonisel 7. Mõlemad sisendid on suure takistusega, klassifitseerides võimendi pinge tagasiside topoloogiaks. Täiendavad NPN- ja PNP -kiirguse jälgijad Q1 - Q8 puhverdavad iga sisendi ja esitavad diferentsiaalse sisendsignaali kogu sisetakisti R1 kaudu. Ühise režiimi sisendvahemik ulatub tavaliselt 0.8 V -ni mõlemast toiteallikast ja seda piirab Q10/Q14 VBE pluss Q5/Q6 VSAT. NPN- ja PNP -voolupeeglid Q10 – Q11 ja Q14 – Q15 peegeldavad R1 kaudu tekitatud voolu suure takistusega sõlme. Kaskodeeritud seadmed Q9 ja Q13 parandavad peegli väljundtakistust. Joonis 7. LT1815 lihtsustatud skeem. Takisti R1, Q5 - Q8 ja kondensaatori C1 muunduvused määravad võimendi 220MHz võimendusribalaiuse toote. RC, CC võrk suure takistusega sõlme ja väljundi vahel annab lisakompensatsiooni, kui väljund ajab mahtuvuslikku koormust. R1 poolt tekitatud vool, jagatuna kondensaatoriga C1, määrab pöördekiiruse. Pange tähele, et see vool ja seega ka pöörlemiskiirus on proportsionaalne sisendsammu suurusega. Sisestamisetapp võrdub väljundamm jagatud suletud ahela võimendusega. Seetõttu saadakse kõrgeimad pöördemäärad madalaima võimendusega konfiguratsioonides. LT1815 andmeleht määrab pöördpinge 1500V/µs pöörleva võimendusega –1, mis on samaväärne mitteinverteeriva võimendusega 2. Pöördumiskiirus on veelgi suurem mittepöördava ühtsuse suurendamise konfiguratsioonis. Sisendvoolu kaudu tekkiv sisemine vool võib olla palju suurem kui vaikne toitevool (kuni 80 mA). Tavalise ajutise, suletud ahelaga töötamise korral ei tekita see probleeme, sest mõne nanosekundi pärast viib tagasiside diferentsiaalse sisendsignaali nulli. Siiski võivad püsivad (st avatud ahelaga) diferentsiaalsed sisendpinged põhjustada liigse võimsuse hajumise; seetõttu ei tohiks seda võimendit võrdlusena kasutada. Väljundaste kaitseb suure takistusega sõlme koormusest, pakkudes voolutugevust. Emitteri jälgijad Q17 – Q20 annavad voolutugevuse, mis on võrdne BetaNPN × BetaPNP -ga, kuid efektiivset voolutugevust suurendab oluliselt Q24 – Q26 ja Q21 – Q23 pakutav dünaamiline baasvoolu kompenseerimine. Q24 mõõdab murdosa väljundvoolust, mis voolab läbi Q19; peegel Q25 - Q26 süstib sobiva voolu tagasi Q19 alusse. See signaalist sõltuv võimendus parandab võimendi lineaarsust, vähendades antud väljundvoolu jaoks vajaliku diferentsiaalse sisendsignaali hulka. Täiendav eelis on see, et väljundseadmed võivad olla väiksemad, mis nõuab antud võimendi kiiruse jaoks vähem vaikivat voolu. Sisemine võrdlusvool IREF voolab voolupeeglisse, mille moodustavad Q29, Q30, Schottky dioodid D1 ja D2 ning takistid R2 ja R3. Kui EN on lühis V–, on peegli suhe üks ja kõik võimendi eelpingevoolud on nominaalsed. Iga väline takisti, mis on ühendatud EN ja negatiivse toite vahel, vähendab peegli suhet ja seega võimendi kogu toitevoolu. Kui EN jäetakse ühendamata või tõmmatakse kõrgele, lülitatakse võimendi eelpinge välja ja alles jääb ainult 150µA ooterežiimi. Järeldus LT1815 võimendi pakub suurepärast kombinatsiooni madalast toitevoolust ja suurest ribalaiusest nii väikeste kui ka suurte signaalide jaoks. Võimendi madal moonutus kõrgetel sagedustel on signaali konditsioneerimise rakenduste jaoks suur pluss. Programmeeritav vooluvõimalus pakub täiendavat paindlikkust väikese võimsusega süsteemide jõudluse dünaamiliseks optimeerimiseks.

Jäta sõnum 

Sõnumite nimekiri