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AD8045 运算放大器是怎么对印刷电路板布局?

2026/2/24 11:54:11
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PCB 布局通常是设计过程的最后一步,但往往被证明是最关键的一步。一个出色的设计可能因为糟糕的布局而变得毫无用处。由于 AD8045 电子元件可在射频频率范围内工作,因此必须考虑高频电路板布局。PCB 布局、信号布线、电源旁路和接地都必须妥善处理,以确保最佳性能。

信号布线

AD8045 LFCSP 采用新型低失真引脚排列,具有专用反馈引脚,可实现紧凑布局。专用反馈引脚缩短了输出到反相输入的距离,大大简化了反馈网络的布线。

将 AD8045 布局为单位增益放大器时,建议使用短而宽的走线,在专用反馈引脚和放大器的反相输入之间连接,以最小化杂散寄生电感。

为最小化杂散电感,高频信号走线应使用接地平面。然而,应移除输入和输出引脚下方的接地平面,以最小化寄生电容的形成,这会降低相位裕度。易受噪声拾取的信号应在 PCB 内层布线,以提供最大屏蔽。

电源旁路

电源旁路是 PCB 设计过程中的关键方面。为获得最佳性能,AD8045 电源引脚需要正确旁路。

从每个电源引脚到地的电容并联连接效果最佳。并联不同值和尺寸的电容可确保电源引脚在宽频带内看到低阻抗。这对于最小化噪声耦合到放大器中很重要。从电源引脚开始,应在电路板上放置最小值和尺寸的元件,并尽可能靠近放大器,连接到接地平面。此过程应对下一个较大值的电容重复进行。对于 AD8045,建议使用 0.1 μF 陶瓷 0508 外壳。该 0508 外壳提供低串联电感和出色的高频性能。0.1 μF 电容在较高频率下提供低阻抗。应在并联位置放置 10 μF 电解电容。10 μF 电容在低频下提供低阻抗。根据电路要求,可使用较小值的电解电容。额外的较小值电容有助于为更高频率的不需要的噪声提供低阻抗路径,但并非总是必要。

电容返回端(地)的放置也很重要,电容进入接地平面。将电容接地端靠近放大器负载返回端对于失真性能至关重要。保持电容距离短,但从负载返回端相等,对性能是最佳的。

在某些情况下,两个电源之间的旁路可以帮助改善 PSRR 并在拥挤或困难布局中保持失真性能。在此向设计人员提出此选项作为改善性能的另一种选择。

最小化走线长度和加宽从电容到放大器的走线可减少走线电感。与并联电容串联的电感可形成谐振电路,可能在输出端引起高频振铃。这种附加电感还可能由于输出端的高频压缩而导致增加的失真。应最小化通过过孔到放大器电源引脚的直接路径中的过孔使用,因为过孔会引入寄生电感,可能导致不稳定。需要时,使用多个大直径过孔,因为这会降低等效寄生电感。

接地

鼓励使用接地和电源平面作为为电源和信号电流提供低阻抗返回路径的方法。接地和电源平面还可以帮助减少放大器的杂散电感并提供低热阻路径。AD8045 的任何引脚下都不应使用接地和电源平面。安装焊盘和接地或电源平面可在放大器输入端形成寄生电容。反相输入和反馈电阻上的杂散电容形成一个极点,会降低相位裕度,导致不稳定。输出端的过多杂散电容也形成一个极点,会降低相位裕度。

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    2026-02-24
    电路元件参考下图,即推荐的 AD8099 同相电路原理图。RF 和 RG — 反馈电阻和增益设置电阻决定放大器的噪声增益;典型 RF 值范围为 250 Ω 至 499 Ω。CF — 在环路响应中产生一个零点,以补偿输入电容(包括杂散电容)和反馈电阻 RF 产生的极点。CF 有助于减少闭环响应中的高频峰值和振铃。此处使用的评估电路典型范围为 0.5 pF 至 1.5 pF。R1 — 该电阻将放大器输入端接至信号源的源电阻,典型值为 50 Ω。(这是特定于应用的,并非总是需要。)RS — 许多低增益配置的高速放大器要求输入级端接至标称阻抗以保持稳定性。RS 值应保持在 50 Ω 或更低以维持低噪声性能。在较高增益下,RS 可减小甚至消除。典型范围为 0 Ω 至 50 Ω。CC — 补偿电容在相位恶化的较高频率处降低开环增益。通过降低开环增益,相位裕度增加,放大器得以稳定。典型范围为 0 pF 至 5 pF。CC 值与增益相关。RC — 封装串联电感和补偿电容(CC)形成串联谐振电路。RC 抑制该谐振并防止振荡。闭环增益为 2 时,RC 推荐值为 50 Ω。该电阻在开环响应中引入一个零点,必须保持较低,以使该零点出现在较高频率。补偿网络的目的是降低开环增益。如果电阻过大,增益将降低到电阻值,而不一定是 0 Ω,这是单个电容在频率上会达到的效果。典型值范围为 0 Ω 至 50 Ω。C1 — 为降低 RC 的阻抗,C1 与 RC 并联放置。C1 不是必需的,但在低闭环增益下大大减少了峰值。典型值范围为 0 pF 至 2 pF。C2 和 C3 — 旁路电容连接在两个电源之间,以获得最佳失真和 PSRR 性能。这些电容应尽可能靠近放大器的电源引脚放置。对于 C3 和 C5,应使用 0508 外壳尺寸。0508 外壳尺寸提供降低的电感和更好的频率响应。C4 和 C2 — 电解旁路电容。
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    2026-02-24
    PCB 布局补偿网络由放大器增益要求决定。对于较低增益,布局和元件放置更为关键。对于较高增益,补偿元件较少,布局较为简单。寄生效应补偿引脚周围的区域对寄生电容非常敏感。为实现 AD8099 的完整增益带宽积,应确保没有走线连接到外部补偿引脚或在其附近,以获得尽可能低的电容。当需要补偿时,到补偿引脚、负电源以及元件之间互连(下图中的 Cc、C1 和 Rc)的走线应尽可能宽,以最小化电感。AD8099 引脚下的所有接地和电源平面应清除铜皮,以防止输入和输出引脚到地的寄生电容。SOIC 封装上的单个安装焊盘如果不清除 AD8099 引脚下方的接地或电源平面,可增加多达 0.2 pF 的对地电容。寄生电容可能导致峰值和不稳定,应最小化以确保正常工作。AD8099 的新引脚排列缩短了放大器输出和反相输入之间的距离。这有助于最小化反馈路径的寄生电感和电容,进而减少振铃和二次谐波失真。
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    2026-02-24
    一、定义AD8099是一款超低噪声(0.95nV/√Hz)和超低失真(-92dBc @ 10MHz)的电压反馈运算放大器,这两个特性相结合使其非常适合用于16位和18位系统。AD8099具备一个新的高线性度、低噪声输入极,可以在低增益下通过高转换速率来增加全功率带宽(FPBW)。AD8099具备外部补偿,从而允许用户设置增益带宽积。外部补偿可实现+2至+10的增益,并且频宽折衷最小。此外,AD8099还具备1350V/µs的极高压摆率,从而使设计工程师可以灵活地使用整个动态范围,而不会影响带宽或产生失真。AD8099的稳定时间为18 ns(稳定度0.1%),过载恢复时间为50 ns。AD8099可在电源电流仅为15 mA下以突破性的性能驱动100W负载。AD8099的电源电压范围(5V至12V)、低失调电压(典型值为0.1 mV)、高带宽(700MHz,G=+2)以及高达3.8GHz的增益带宽积(GBWP),使其非常适合于各种应用。二、特征• 新型引脚分布• 定制外部补偿、增益范围-1, +2至+10• 高速GBWP:3.8GHz-3dB带宽:700MHz(G=+2)550MHz (G=+10)压摆率:475V/µs(G=+2)1350V/µs(G=+10)• 电源电流:15mA• 失调电压:0.5mV(最大值)• 宽电源电压范围:5V至12V• 超低噪声:0.95nV/vHz,2.6pA/vHz• 超低失真二次谐波RL=1kΩ,G=+2-92dB @ 10MHz三次谐波 RL=1kΩ,G=+2-105dB @ 10MHz三、应用前置放大器接收器仪器仪表过滤器中频(IF)和基带放大器模拟到数字驱动器数模转换器(DAC)缓冲器光电子学
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    一、定义LT1970 是一个具有精准外部控制电流限值功能的 ±500mA 功率运算放大器。分离的控制电压能以 2% 的准确度来设置源电流和吸收电流限值检测门限。可通过增加外部功率晶体管来提升输出电流。该电路可采用总电源电压为 5V 至 36V 的单电源或分离电源。在正常操作中,输入级电源和输出级电源是相连的 (VCC 至 V+ 和 VEE 至 V–)。为了降低功耗,可由独立和较低电压电源来给输出级 (V+,V–) 供电。该放大器的整体增益是稳定的,且具有 3.6MHz 增益带宽乘积和 1.6V/µs 转换速率。电流限值电路在 VCSRC 或 VCSNK 控制输入与放大器输出之间的 2MHz 响应工作。开路集电极状态标志指示信号电流限值电路的启动,以及放大器的热停机。一个使能逻辑输入在被拉低时将放大器置于低功率、高阻抗输出状态。热停机和一个 ±800mA 固定电流限值能够在故障状态下对芯片起保护作用。LT1970 采用 20 引线 TSSOP 封装,并具有一个用于加快散热的导热铜底板。二、特征• ±500mA 最小输出电流• 源电流和吸收电流限值的独立调整• 2% 电流限值准确度• 采用单个或分离工作电源• 停机 / 使能控制输入• 开路集电极状态标志: • 吸收电流限值 • 源电流限值 • 热停机• 故障自动保险电流限值和热停机• 1.6V/µs 转换速率• 3.6MHz 增益带宽乘积• 快速电流限值响应:2MHz 带宽• 规定温度范围:–40°C 至 85°C• 20 引线 TSSOP 封装三、应用• 自动测试设备• 实验室电源• 马达驱动器• 热电冷却器驱动器
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    OP400 在所有增益下都具有固有稳定性,能够驱动大容性负载而不产生振荡。尽管如此,仍强烈建议进行良好的电源去耦。适当的电源去耦可减少电源线噪声引起的问题,并改善 OP400 的有源负载驱动能力。通过将未使用放大器的输入端连接到 V-,可以降低总电源电流。这将关闭放大器,降低总电源电流。双通道低功耗仪表放大器上图展示了一款每通道功耗低于 33 mW 的双通道仪表放大器。该仪表放大器的线性度在增益为 5 至 200 时超过 16 位,在增益为 200 至 1000 时优于 14 位。共模抑制比(CMRR)在增益 G = 1000 时高于 115 dB。失调电压漂移在军用温度范围内典型值为 0.4 μV/°C,可与最佳单片仪表放大器相媲美。低功耗仪表放大器的带宽是增益的函数,如下图所示。输出信号相对于参考输入端指定,参考输入端通常连接到模拟地。如果需要,参考输入端可将输出偏移 -10 V 至 +10 V。
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