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[導(dǎo)讀]當(dāng)我們對放大器作補償,以獲得最快的穩(wěn)定時間時,要實際考慮很多的方面(見正文圖1)。一旦選定了某款放大器,唯一可以變動的穩(wěn)定變量就是通過改變放大器的補償網(wǎng)絡(luò),而改變

當(dāng)我們對放大器作補償,以獲得最快的穩(wěn)定時間時,要實際考慮很多的方面(見正文圖1)。一旦選定了某款放大器,唯一可以變動的穩(wěn)定變量就是通過改變放大器的補償網(wǎng)絡(luò),而改變振鈴時間。由于轉(zhuǎn)換時間通常是主導(dǎo)性延遲,因此選一款當(dāng)前轉(zhuǎn)換最快的放大器就很有吸引力。不幸的是,快速轉(zhuǎn)換的放大器通常有更長的振鈴時間,這抵消了速度的優(yōu)勢。如果用大的補償電容阻止振鈴,則會延長穩(wěn)定時間。

良好穩(wěn)定時間的關(guān)鍵是選擇一款在轉(zhuǎn)換速率與恢復(fù)特性之間有正確折衷的放大器,并對其作恰當(dāng)?shù)难a償。這看似很難,因為不可能預(yù)測出或從任何數(shù)據(jù)表規(guī)格的組合中推斷出放大器的穩(wěn)定時間。必須用預(yù)期的結(jié)構(gòu),測量出穩(wěn)定時間。

影響穩(wěn)定時間的是一系列因素的結(jié)合。它們包括:放大器的轉(zhuǎn)換速率以及ac動態(tài)特性、布局電容、源電阻和電容,以及補償電容。各個項之間以一種復(fù)雜的方式相互作用,使預(yù)測更為困難,Spice愛好者應(yīng)加以注意。如果用一個純阻性源替代寄生元件,仍然不能穩(wěn)定地預(yù)測出放大器的穩(wěn)定時間。寄生阻抗項使這個困難的問題更難以處理。

處理寄生項的唯一方式是調(diào)整補償電容CF。當(dāng)恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整了CF的值時,放大器增益就會在最佳動態(tài)響應(yīng)的頻率時出現(xiàn)滾降。當(dāng)選擇的電容為所有項作了正確的補償時,就獲得了最佳的穩(wěn)定結(jié)果(圖A)。

軌跡A是經(jīng)時間校正的輸入脈沖,而軌跡B則是放大器的穩(wěn)定信號。放大器作明確的轉(zhuǎn)換,在9 ns內(nèi)穩(wěn)定到5 mV。采樣門只在第二個垂直刻度后打開。波形標(biāo)志很嚴格,有幾乎精密的阻尼。當(dāng)使用過大的反饋電容時,穩(wěn)定過程很平順,但會過阻尼(圖B),多了13 ns的時間,總穩(wěn)定時間為22 ns。去除反饋電容就獲得了一個有過大振鈴時間偏移的嚴重欠阻尼響應(yīng)(圖C)。穩(wěn)定時間更達33 ns。采用過小的反饋電容則會得到一個需要27 ns才能穩(wěn)定的欠阻尼響應(yīng)(圖D)。注意,圖B、C和D都需要減小垂直刻度,才能捕捉到非最佳的響應(yīng)。

當(dāng)您為最佳響應(yīng)而修正反饋電容時,源電容、雜散電容、放大器電容和補償電容的公差是沒有關(guān)系的。如果不采用單個修正,就必須考慮這些公差會確定反饋電容的提供值。雜散電容與源電容和輸出負載,以及反饋電容的值都影響著振鈴時間。關(guān)系是非線性的,雖然可能有些指導(dǎo)作用。雜散項與源項可以在±10%之間變動,而反饋電容通常是一種±5%的元件。這些數(shù)值的前提是一個阻性源。如果源有很多寄生電容,如一個光電二極管或DAC,則此數(shù)字很容易達到±50%。另外,放大器轉(zhuǎn)換速率也有一個明顯的公差,數(shù)據(jù)表會給出這個值。為了獲得一個實際的反饋電容值,要通過單獨修正生產(chǎn)板的布局,確定最佳值。記住還要考慮到電路板布局的寄生電容。然后,考慮雜散電阻和源電阻項、轉(zhuǎn)換速率和反饋電容公差在最差情況下的百分數(shù)。將這個信息加到修正后電容的測量值上,獲得實用值。這種預(yù)算也許不會過于悲觀。誤差應(yīng)為RMS(均方根)形式的加總,而不是一種單純的加法。

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