ZHCS230B August   2014  – February 2024 THS4541

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 器件比较表
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议的操作条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性：(Vs+) – Vs– = 5V
    6. 6.6 电气特性：(Vs+) – Vs– = 3V
    7. 6.7 典型特性：5V 单电源
    8. 6.8 典型特性：3V 单电源
    9. 6.9 典型特性：3V 至 5V 电源电压范围
  8. 7 参数测量信息
    1. 7.1 示例特性表征电路
    2. 7.2 频率响应波形因素
    3. 7.3 I/O 余量注意事项
    4. 7.4 输出直流误差和漂移计算以及电阻器不平衡的影响
    5. 7.5 噪声分析
    6. 7.6 影响谐波失真的因素
    7. 7.7 驱动电容性负载
    8. 7.8 热分析
  9. 8 详细说明
    1. 8.1 概述
      1. 8.1.1 术语和应用假设
    2. 8.2 功能方框图
    3. 8.3 特性说明
      1. 8.3.1 差分 I/O
      2. 8.3.2 断电控制引脚 (PD)
        1. 8.3.2.1 运行电源关断功能
      3. 8.3.3 输入过驱运行
    4. 8.4 器件功能模式
      1. 8.4.1 从单端电源至差分输出的运行
        1. 8.4.1.1 单端输入至差分输出转换的交流耦合信号路径注意事项
        2. 8.4.1.2 单端至差分转换的直流耦合输入信号路径注意事项
        3. 8.4.1.3 FDA 单端转差分配置的电阻器设计公式
        4. 8.4.1.4 单端转差分 FDA 配置的输入阻抗
      2. 8.4.2 差分输入至差分输出运行
        1. 8.4.2.1 交流耦合、差分输入至差分输出设计问题
        2. 8.4.2.2 直流耦合、差分输入至差分输出设计问题
  10. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计衰减器
        1. 9.2.1.1 设计要求
        2. 9.2.1.2 详细设计过程
        3. 9.2.1.3 应用曲线
      2. 9.2.2 连接到高性能 ADC
        1. 9.2.2.1 设计要求
        2. 9.2.2.2 详细设计过程
        3. 9.2.2.3 应用曲线
    3. 9.3 电源相关建议
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
      2. 9.4.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 器件支持
      1. 10.1.1 开发支持
        1. 10.1.1.1 TINA 仿真模型特性
    2. 10.2 文档支持
      1. 10.2.1 相关文档
    3. 10.3 接收文档更新通知
    4. 10.4 支持资源
    5. 10.5 商标
    6. 10.6 静电放电警告
    7. 10.7 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

7.1 示例特性表征电路

THS4541 具有精密运算放大器的经调整输入失调电压，可提供全差分放大器 (FDA) 设计的优势。FDA 是一种极其灵活的器件，可提供以可设置输出共模电平为中心的纯差分输出信号。主要选项包括单端或差分输入、交流耦合或直流耦合信号路径、增益目标和电阻值的选择。图 6-1 至图 6-36 展示了单端转差分设计在更具挑战性的应用要求下的特性表征。差分源当然会受到支持，并且通常更易于实现和分析。

由于大多数实验室设备都是单端设备，因此表征电路通常使用单端、匹配的 50Ω 输入端接至 FDA 输出引脚上的差分输出。然后根据测试和频率范围，通过各种平衡-非平衡变压器（或变压器）将该输出转换回单端输出。直流耦合、阶跃响应测试使用两个具有迹线数学运算功能的 50Ω 示波器输入。图 7-1 展示了任何单端转差分、交流耦合表征曲线的起始电路。

GUID-6FA96D39-B960-4391-9A48-8FD2F75BE300-low.gif 图 7-1 交流耦合、单端源转差分、增益为 2V/V 的测试电路

图 7-1 显示了大多数表征图如何将 Rf (Rf1 = Rf2) 值固定在 402Ω。该元件值在应用中十分灵活，但 402Ω 为与该值相关的寄生问题提供了一个很好的折衷方案，特别是：

  • 更大输出负载。FDA 看起来像一个反相运算放大器设计，其中两个反馈电阻器成为输出端的附加负载。图 7-1 显示了近似的总差分负载为 500Ω || 804Ω = 308Ω。
  • 电阻器值导致的噪声贡献。电阻器会贡献 4kTR 项并为输入电流噪声提供增益（请参阅节 7.5）。
  • 输入求和节点处的寄生反馈极点。由反馈 R 值和 0.85pF 差分
    输入电容（以及任何电路板布局布线寄生电容）创建的该极点会在噪声增益中引入零点，从而在大多数情况下降低相位裕度。必须管理此效应以实现出色的频率响应平坦度或阶跃响应过冲。与较低的值相比，所选的 402Ω 值确实会稍微降低相位裕度，但与标称值 500Ω 相比，不会显著降低输出引脚上的负载。

图 7-1 展示了频域表征曲线的起始选项。然后，修改各种元件以显示其对一系列设计目标的影响，特别是：

  • 通过调整 Rt 和 2 个 Rg 元件（保持 50Ω 输入匹配阻抗）来更改增益设置。
  • 输出负载，包括阻性和容性负载测试。
  • 电源设置。大多数情况下，单个 +5V 测试使用 ±2.5V 电源，+3V 测试使用 ±1.5V 电源。
  • 禁用控制引脚连接到 Vs+，用于任何活动通道测试。

由于大多数网络和频谱分析仪都是单端输入，因此 THS4541 表征测试中的输出网络通常显示通过平衡-非平衡变压器连接到单端 50Ω 负载的所需负载，同时显示从平衡-非平衡变压器输出返回到平衡-非平衡变压器的 50Ω 源。例如，图 7-2 展示了一个用于图 7-1 的宽带 MA/Com 平衡-非平衡变压器。该网络展示了 THS4541 的 500Ω 差分负载，但连接到网络分析仪的是一个交流耦合 50Ω 源。失真测试通常使用频率较低的直流隔离平衡-非平衡变压器（例如 TT1-6T），该变压器从图 7-2 的宽带接口旋转 90°。

GUID-DD6E0E0D-3A4D-44F9-8A51-AA6BE9AE952F-low.gif 图 7-2 单端、双端接、交流耦合、50Ω 接口的示例 500Ω 负载

该方法允许使用更高的差分负载，但宽带 50Ω 输出匹配以相当大的信号路径插入损耗为代价。该损耗对于表征而言是可以接受的，并且被归一化以显示表征曲线。

图 7-3 展示了用作时域或直流耦合测试的起始电路，其中说明了图 6-25 和图 6-27 中使用的 5V/V 增益设置。

GUID-5D1F2902-5990-4D28-A9C1-2C7C1690AF00-low.gif 图 7-3 针对 5V/V 增益设置的直流耦合、单端转差分、基本测试电路

在本例中，输入是直流耦合输入，具有 50Ω 输入源阻抗匹配，相对于差分输出具有 5V/V 的增益，并且同样驱动标称 500Ω 的负载。在使用单电源的情况下，Vocm 控制输入可以悬空（默认为 1/2 Vs）或在 Vocm 环路允许的范围内驱动（请参阅电气特性 表中 Vocm 的余量限制）。要使用该电路进行阶跃响应测量，请使用 250Ω 网络加载两个输出中的每一个，转换为 50Ω 源阻抗驱动到两个 50Ω 示波器输入。然后，区分示波器输入以生成图 6-9 和图 6-27 的阶跃响应。图 7-4 展示了输出接口电路。该接地接口从输出 Vocm 电压中拉取直流负载电流，以实现单电源运行。使用平衡双极电源运行该测试可消除此直流负载电流并提供类似的波形结果。

GUID-79FB8CED-0930-45E8-9701-4ACD34F108E1-low.gif 图 7-4 差分、双端接、直流耦合、50Ω 示波器接口的示例 500Ω 负载