為了使用 THS4631 等高頻放大器實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的性能,需要特別注意電路板布局布線的寄生和外部元件類型。
優(yōu)化性能的建議包括:
- 盡可能減小所有信號 I/O 引腳的連接到任何交流接地端的寄生電容。輸出和輸入引腳上的寄生電容可能會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定。為了減少不必要的電容,可以在這些引腳周圍的所有接地平面和電源平面中打開信號 I/O 引腳周圍的窗口。否則,接地平面和電源平面可以在電路板上的其他地方完好無損。
- 盡可能縮短電源引腳與高頻 0.1μF 和 100pF 去耦電容器之間的距離 (< 0.25”)。在器件引腳上,避免將接地平面和電源平面布局靠近信號 I/O 引腳。避免電源布線和接地布線過于狹窄,以便盡可能減小引腳和去耦電容器之間的電感。電源連接應(yīng)始終與這些電容器去耦合。在主電源引腳上使用較大的(6.8μF 及以上)去耦鉭電容器(在較低頻率下有效)。將此類電容器放置在離器件稍遠(yuǎn)的地方,并在 PCB 同一區(qū)域的多個(gè)器件之間共享這些電容器。
- 謹(jǐn)慎選擇和放置外部器件有助于確保 THS4631 的高頻性能。使用電抗類型非常低的電阻器。表面貼裝式電阻器最適合,并可實(shí)現(xiàn)更緊密的總體布局。同樣,盡可能縮短引線和 PCB 布線。切勿在高頻應(yīng)用中使用繞線式電阻器。由于輸出引腳和反相輸入引腳對寄生電容極為敏感,因此務(wù)必分別將反饋電阻器和串聯(lián)輸出電阻器(如有)盡可能靠近反相輸入和輸出引腳放置。將其他網(wǎng)絡(luò)組件(例如輸入終端電阻器)放置在增益設(shè)置電阻器附近。即使很小的寄生電容對外部電阻器進(jìn)行分流,過高的電阻值也會(huì)產(chǎn)生明顯的時(shí)間常數(shù),從而降低性能。優(yōu)質(zhì)軸向金屬膜或表面貼裝電阻器有大約 0.2pF 的電容與電阻器并聯(lián)。對于大于 2.0kΩ 的電阻器阻值,該寄生電容可能會(huì)引入一個(gè)極點(diǎn)、零點(diǎn)或二者皆有,從而影響電路運(yùn)行。根據(jù)負(fù)載驅(qū)動(dòng)注意事項(xiàng)的要求,盡可能降低電阻值。
- 使用較短的直接布線或通過板載傳輸線實(shí)現(xiàn)與電路板上其他寬帶器件的連接。對于短連接,應(yīng)考慮將布線和下一個(gè)器件的輸入視為集總?cè)菪载?fù)載。應(yīng)使用相對較寬的布線(50 密耳至 100 密耳),最好在其周圍打開接地平面和電源平面。估算總電容負(fù)載,并確定是否需要在輸出端使用隔離電阻器。低寄生電容負(fù)載 (< 4pF) 通常不需要 RS,因?yàn)?THS4631 會(huì)得到額定補(bǔ)償,從而使用 2pF 的寄生負(fù)載運(yùn)行。隨著信號增益的增加(增加空載相位裕度),無 RS 情況下亦可支持更高的寄生電容負(fù)載。如果需要很長的布線,并且可以接受雙端接傳輸線固有的 6dB 信號損耗,則可以使用微帶或帶狀線技術(shù)來實(shí)施匹配阻抗傳輸線(有關(guān)微帶和帶狀線布局技術(shù),請參閱 ECL 設(shè)計(jì)手冊)。電路板上通常不需要 50Ω 阻抗的環(huán)境,實(shí)際上,較高阻抗的環(huán)境可以改善失真(另請參閱失真與負(fù)載間的關(guān)系圖)。在電路板上使用連接到 THS4631 輸出端引線的匹配串聯(lián)電阻器,以及位于目標(biāo)器件輸入端的終端分流電阻器(這些電阻器具有根據(jù)電路板材料和引線尺寸定義的特性電路板引線阻抗)。還應(yīng)注意,端接阻抗是分流電阻器和目標(biāo)器件輸入阻抗的并聯(lián)組合;將該總有效阻抗設(shè)置為與引線阻抗相匹配。如果不能接受雙端接傳輸線的 6dB 衰減,則只能在源端對長引線進(jìn)行串聯(lián)短接。在本例中,應(yīng)將布線視為電容負(fù)載。源端端接無法保持信號完整性以及雙端接線路。如果目標(biāo)器件的輸入阻抗較低,則由于連接到端接阻抗的串聯(lián)輸出會(huì)形成分壓器,因此會(huì)出現(xiàn)一定程度的信號衰減。
- 建議不要插入 THS4631 之類的高速器件。由插座引起的額外引線長度和引腳間電容可能會(huì)造成相當(dāng)麻煩的寄生網(wǎng)絡(luò),從而幾乎不可能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的頻率響應(yīng)。通過將 THS4631 器件直接焊接到電路板上可獲得最佳效果。