회사 블로그 TI LMH32401IRGTR 프로그래밍 가능한 장점 단일 끝 차차 출력 트랜스 임피던스 증폭기

ITLMH32401IRGTR프로그래밍 가능한 이득 단면 차차 출력 횡감각 증폭기

첸젠 밍기아다 전자제품 회사물품/재활 TILMH32401IRGTR● 고성능 프로그래밍 가능한 이득 트랜스 엠피던스 증폭기 (PGA) 는 단일 끝 입력을 미분 출력으로 변환하도록 설계되었습니다.고속 광적 탐지 및 신호 처리 용도로 특별히 설계된, 그것은 프로그램 가능한 이득, 넓은 대역폭, 낮은 노이즈, 그리고 높은 통합을 활용하여 예외적인 성능을 제공합니다.신호의 정확성과 반응 속도가 중요한 고속 광 통신, 그것은 현대 광 전자 수신기 시스템에 대한 이상적인 프론트 엔드 증폭 솔루션으로 사용됩니다.

제1차.LMH32401IRGTR장치

LMH32401IRGTR는 기본적으로 단일 채널 트랜스 임피던스 증폭기입니다.그것의 핵심 기능은 광 다이오드와 같은 전류 출력 센서에서 생성 약한 전류 신호를 높은 속도와 낮은 왜곡으로 전압 신호로 변환하는 것입니다이차 출력 구조는 간섭 저항을 향상시키고, 프로그래밍 가능한 가이드 스위치를 지원하여 다양한 빛 강도 또는 신호 진폭의 응용 프로그램에 적응합니다.콤팩트 3mm × 3mm 16pin VQFN 패키지에 배치이 장치는 고밀도 PCB 레이아웃을 용이하게 합니다.산업용 및 특정 자동차용 애플리케이션에 대한 환경 요구 사항을 충족합니다..

TI의 고속 증폭기 시리즈의 핵심 제품으로,LMH32401IRGTR최적화 된 고주파 반응, 노이즈 성능 및 통합을 우선시합니다. 여러 가지 실용적인 기능 모듈을 통합하여 복잡한 주변 회로 없이 안정적인 작동을 가능하게합니다..이것은 저전력 제어 기능을 유지하면서 시스템 설계 복잡성과 비용을 크게 줄여 휴대용 및 저전력 장치 응용 프로그램에 적합하게 만듭니다.

II. 주요 기술 매개 변수 및 성능 장점LMH32401IRGTR

(1) 주요 기술 매개 변수

LMH32401IRGTR의 성능 매개 변수는 세 가지 핵심 기능: 고속, 낮은 노이즈 및 프로그래밍 가능한 이득을 중심으로 이루어집니다. 전형적인 운영 조건에서 주요 사양 (VDD=3.3V,CPD=1pF, RL=100Ω, TA=25°C) 는 실제 응용 프로그램 요구 사항에 정확하게 일치합니다.

- 프로그래밍 가능한 트랜스 임피던스 이득: 2kΩ 및 20kΩ 이득 전환을 지원합니다.사용자는 다양한 진폭의 입력 전류 신호를 수용하기 위해 외부 GAIN 핀을 통해 가이드를 유연하게 구성할 수 있습니다..

- 대역폭 성능: 2kΩ 가이드에서, 폐쇄 루프 트랜스 임피던스 대역폭은 450MHz에 도달; 20kΩ 가이드에서, 대역폭은 275MHz이며, 둘 다 예외적인 고주파 응답 능력을 제공합니다.

- 노이즈 성능: 2kΩ 가이드에서 입력 레퍼런스 노이즈는 250nARMS에 불과합니다. 20kΩ 가이드에서 입력 레퍼런스 노이즈는 49nARMS로 떨어지며 약한 신호에 대한 탐지 정확성을 크게 향상시킵니다.

- 스위칭 속도: 2kΩ 증가에서 상승/하락 시간은 0.8ns로 낮습니다. 20kΩ 증가에서 상승/하락 시간은 1.3ns로 고속 일시 신호를 캡처 할 수 있습니다.

- 출력 특성: 출력 스윙은 1.5VPP에 달하며 100Ω의 부하를 직접 구동 할 수 있습니다. 차차 출력 구조는 ADC (애날로그-디지털 변환기) 와 직접 연결을 지원합니다.신호 체인 설계의 단순화;

- 전원 공급 및 전력 소비: 전압 범위 3V에서 3.45V, 전형적인 공급 전압 3.3V, 휴전 전류 약 30mA의 단일 공급 작동. 저전력 모드를 지원합니다.전력을 절약하기 위해 비동기 작동 중 EN 핀을 통해 비활성화 할 수 있습니다..

- 추가 매개 변수: 입력 DC 전류 범위 최대 60 ~ 72μA, 전형적인 출력 선형 구동 전류 (심크 / 소스) 26.6mA, 약 21Ω의 차원 출력 저항,우수한 공통 모드 거부 비율 (CMRR).

(II) 주요 성능 장점

1다중 시나리오 적응을 위한 프로그래밍 가능한 이득

의LMH32401IRGTR프로그래밍 가능한 가이드 제어 모듈을 탑재합니다.그것은 외부 저항 교체 또는 회로 재설계를 필요로 하지 않고 2kΩ와 20kΩ 가이드 설정 사이를 빠르게 전환 할 수 있습니다이 유연성은 다양한 빛의 강도에서 광 탐지 시나리오에 적응 할 수 있습니다.2kΩ 저효율 모드는 신호 포화를 방지합니다.- 약한 입력 신호와 약한 조명 하에서, 20kΩ 높은 이득 모드로 전환하면 신호 진폭이 증폭됩니다.- 낮은 소음 성능은 약한 신호에 대한 탐지 정확성을 보장합니다.

2최적화된 고주파 신호 처리를 위한 고속, 저소음 설계

의LMH32401IRGTR고속 광전자 신호 처리용으로 특별히 최적화되어 있으며 최대 대역폭은 450MHz이며 빠른 스위칭 속도는 0.8ns입니다.리더와 고속 광 통신과 같은 애플리케이션에서 신호가 크게 왜곡되지 않고 고주파 일시 전류 신호를 손쉽게 캡처합니다.동시에, 매우 낮은 입력 참조 소음 (49nARMS까지 낮은) 는 효과적으로 환경 소음과 장치에 의한 간섭을 억제합니다.신호/소음 비율 (SNR) 을 현저히 향상시키는 것이것은 약한 광전자 신호의 증폭 과정에서 소음 문제를 해결하여 낮은 조명 환경에서 고정도 검출 응용 프로그램에 특히 적합합니다.

3. 뛰어난 노이즈 거부와 차별화 출력 아키텍처에 단일 끝 입력

의LMH32401IRGTR이차 출력 아키텍처에 단일 끝 입력을 사용합니다. 단일 끝 입력은 광 다이오드 같은 전류 감지 장치와 직접 연결됩니다.추가 신호 변환 회로의 필요성을 제거합니다.이차 출력은 공통 모드 노이즈와 전자기 간섭 (EMI) 을 효과적으로 억제하여 신호 전송 안정성을 향상시킵니다.이것은 특히 복잡한 전자기 환경에서 장거리 신호 전송 및 응용에 적합합니다.또한, 이차 출력은 추가적인 이차 변환 회로 없이 ADC의 이차 입력 포트를 직접 구동할 수 있습니다.ADC의 샘플링 정확성을 향상시키는 동시에 신호 체인 설계의 단순화.

4높은 통합은 시스템 설계 비용을 줄입니다.

의LMH32401IRGTR여러 가지 실용적인 기능 모듈을 통합하여 복잡한 외부 구성 요소 없이 안정적인 작동을 가능하게 합니다.

- 통합된 100mA 보호 클램프 회로는 과도한 과류 또는 입력 과부하로 인한 장치 손상을 방지하고 과부하 상태에서 빠른 회복을 허용하여 시스템 견고성을 향상시킵니다.통합된 주변 광 취소 (ALC) 회로는 광 다이오드 및 증폭기 사이의 AC 결합 콘덴서를 대체합니다., PCB 레이아웃 공간을 절약하고 시스템 비용을 줄입니다. 이 회로는 DC 결합 요구 사항을 수용하기 위해 IDC_EN 핀을 통해 비활성화 할 수 있습니다.통합 출력 멀티플렉싱 기능은 EN 핀의 저전력 제어를 통해 여러 LMH32401IRGTR 장치를 단일 ADC에 멀티플렉스 할 수 있습니다., 시스템 비용과 발자국을 추가로 줄이기 위해 다채널 신호의 시간 분할 복합화를 촉진합니다.

5휴대용 애플리케이션을 위한 저전력 제어

의LMH32401IRGTR저전력 모드를 지원합니다. 증폭기가 사용되지 않을 때 EN 핀은 장치를 저전력 상태로 넣을 수 있습니다. 이 상태 동안 출력 핀은 높은 저항 상태로 들어가고,정전류를 크게 줄이고 효율적으로 전력을 절약합니다.이 기능은 휴대용 레이저 원격 측정기 및 휴대용 LiDAR 시스템과 같은 저전력 장치와 호환성을 가능하게하여 장치 실행 시간을 연장합니다.높은 임피던스 출력 상태는 여러 장치와 멀티플렉스를 용이하게합니다., 시스템 통합을 강화합니다.

III. 주요 기능 모듈LMH32401IRGTR

(1) 프로그래밍 가능한 장점 제어 모듈

프로그래밍 가능한 가이드 제어 모듈은 LMH32401IRGTR의 핵심 모듈 중 하나입니다. GAIN 핀은 가이드 스위치를 제어합니다.장치는 기본 2kΩ 가이드 모드에서 작동합니다.; GAIN 핀이 높이 당겨지면 20kΩ 가이프 모드로 전환됩니다.동적으로 변화하는 조명 조건에서 신호 전송이 끊이지 않고 신호 컨디셔닝 요구사항을 충족시키는 것이 통합 설계는 추가 가이드 제어 칩 또는 외부 저항 네트워크의 필요성을 제거합니다.안정적인 이득 정확성을 보장하고 이득에 대한 온도 변동 효과를 최소화하는 동시에 회로 설계의 단순화.

(II) 주변 조명 해제 모듈 (ALC)

환경광 취소 모듈은 광전자 감지 시나리오에 대한 전문 최적화입니다. 배경 환경광 (예를 들어,햇빛, 실내 조명), 강렬한 주변 빛으로 인한 증폭기 출력 포화 방지 및 시스템 역학적 범위를 향상시킵니다.이 모듈은 광 다이오드와 증폭기 사이에 전통적으로 배치 된 AC 결합 콘덴시터를 직접 대체 할 수 있습니다., PCB 레이아웃 공간을 절약하고 부품 비용을 줄입니다. DC 결합이 응용 프로그램에 필요한 경우 모듈은 IDC_EN 핀을 통해 비활성화 할 수 있습니다.다양한 회로 설계 요구에 유연한 적응을 제공합니다.ALC 모듈은 광 전기 신호의 무결성을 보장하는 고 주파수 신호 전송에 영향을 미치지 않고 넓은 대역폭에서 작동합니다.

(3) 보호 클램핑 및 저전력 제어 모듈

통합된 100mA 보호 클램핑 회로는 입력 과부하 중에 전류 진폭을 제한하여 증폭기의 입력 및 출력 단계를 손상으로부터 보호합니다.그것은 과부하 조건에서 정상적인 작동에 빠른 회복을 가능하게, 시스템 신뢰성 및 안정성을 높이는 리더와 같은 응용 프로그램에 특히 적합합니다. 갑작스러운 강한 신호 입력이 발생할 수 있습니다. 저전력 제어 모듈은 EN 핀을 통해 관리됩니다.EN 핀이 높이 당겨지면, 장치는 높은 저항 출력으로 저전력 모드에 들어갑니다. EN 핀이 낮게 당겨지면 장치가 정상적으로 작동합니다.이 기능은 전력 소비를 제어 할 수있을뿐만 아니라 다채널 신호 획득을 촉진합니다.EN 핀의 시간 분할 제어를 통해 여러 증폭기가 복합화 될 수 있으며 시스템 하드웨어 비용과 전력 소비를 줄일 수 있습니다.

(IV) 차차 출력 드라이버 모듈

이차 출력 드라이버 모듈은 1.5Vpp의 출력 스윙과 함께 추가 버퍼 증폭기가 필요하지 않고 100Ω 부하를 직접 구동 할 수있는 고 스윙, 고속 설계를 사용합니다.모듈은 우수한 공통 모드 거부 비율 (CMRR) 을 보여줍니다., 신호 전송 안정성을 향상시키기 위해 공동 모드 소음을 효과적으로 억제합니다. 동시에 차차 출력은 ADC의 차차 입력과 직접 일치합니다.ADC 샘플링 정확성을 향상시키기 위해 신호 변환 중에 왜곡 및 노이즈 간섭을 최소화합니다.낮은 출력 임피던스 및 강력한 로드 드라이브 능력으로 드라이버 모듈은 다양한 다운스트림 회로 설계에 적응 할 수있는 높은 유연성을 제공합니다.

IV.LMH32401IRGTR전형적인 애플리케이션 회로

LMH32401IRGTR는 일반적으로 LiDAR 수신기 및 레이저 원격 측정기에서 광전자 신호를 증폭하는 데 사용됩니다.광다이오드 주위를 중심으로,LMH32401IRGTR, 그리고 몇 가지 주변 부품. 구체적인 설계 방법은 다음과 같습니다:

1. 입력 회로: 광 다이오드의 아노드는 땅이 되고, 그 카토드는 LMH32401IRGTR의 IN+ 핀에 연결된다. IN-핀은 참조 수준 (예를 들어, GND 또는 고정된 편향 전압) 에 연결된다.단일 끝의 입력 구조를 형성하는작은 콘덴서 는 광 다이오드 를 따라 평행 으로 연결 되어 고 주파수 소음을 억제 합니다.

2이득 제어: 이득 핀은 저항을 통해 VDD (3.3V) 또는 GND에 연결하여 20kΩ 또는 2kΩ의 고정 이득 구성을 달성합니다. 동적 이득 스위칭을 위해,GAIN 핀은 소프트웨어 제어를 위해 MCU GPIO 핀에 연결할 수 있습니다..

3기능 활성화: EN 핀은 MCU GPIO 핀에 연결하여 시스템 요구 사항에 따라 장치의 활성 / 저전력 모드를 제어합니다.주변광을 차단하고 주변광의 간섭을 방지하기 위해 IDC_EN 핀을 높이 당겨야 합니다..

4전력 및 지상: VDD1 및 VDD2는 모두 3.3V 전력 공급 장치에 연결됩니다. 전력 공급 소음을 억제하기 위해 전력 핀 근처에 0.1μF 및 10μF 분리 콘덴시터가 병렬로 연결됩니다.GND 핀은 단점 지상화를 사용하여 지상 루프 소음을 줄이기 위해 광 다이오드의 지상 터미널에 연결됩니다..

5. 출력 회로: OUT + 및 OUT-는 ADC의 차차 입력 핀에 직접 연결됩니다. ADC의 참조 전압은 신호 호환성을 보장하기 위해 LMH32401IRGTR의 VOCM 핀과 일치하도록 구성됩니다.만약 ADC가 일단 입력값을 사용한다면, 디퍼셜에서 단일 끝 변환 회로 연결을 위해 사용할 수 있습니다.

V.LMH32401IRGTR적용 시나리오

높은 속도, 낮은 노이즈, 프로그래밍 가이드와 높은 통합을 활용하여LMH32401IRGTR주로 고속 광전자 탐지 및 신호 처리 애플리케이션을 대상으로 합니다.

- 리다르: 수신기 전면 증폭기로 사용되며 광 탐지기에서 약한 전류 신호를 증폭합니다. 자동차 리다르 및 산업 리다르 응용 프로그램에 적합합니다.고속 거리 탐지 기능을 갖춘.

- 레이저 거리 측정 시스템: 휴대용 레이저 거리 측정기와 산업용 레이저 거리 측정 장비와 호환됩니다.레이저에서 반사되는 희미한 광전기 신호를 증폭하여 범위 정확성과 응답 속도를 향상시킵니다..

- 고속 광 통신: 광 디오드에서 약한 전류 신호를 증폭하는 광섬유 수신 모듈 (ROSA) 의 전면 증폭기 역할을 합니다.고속 광학 모듈에 적합합니다., 광섬유 송신기 및 유사한 장비

- 산업 자동화 광전기 감지: 산업 센서 (예를 들어, 광전기 스위치, 광전기 인코더) 를 위한 신호를 증폭합니다.고정밀 산업 검사 시나리오;

- 의료 및 과학 장비: PET 스캐너, 광 일관성 단층 촬영 (OCT), 고속 분광기,약광전자 신호를 증폭 및 조건화하기 위한 장치;

- 3D 센싱 및 바코드 스캔: 3D 카메라와 바코드 스캐너에 대한 광전자 신호를 처리하여 탐지 정확성과 응답 속도를 향상시킵니다.

제8조LMH32401IRGTR요약

TI LMH32401IRGTR는 초고속 광전자 탐지 시나리오를 위해 특별히 설계된 프로그래밍 가능한 이득 트랜스 엠피던스 증폭기입니다.높은 통합, 그리고 높은 유연성. 2kΩ와 20kΩ 사이의 프로그래밍 가이드 전환을 지원, 단일 끝 출력을 미분 출력으로 변환,그리고 실무용 모듈을 포함하고 있습니다. 예를 들어, 주변 조명 해제, 보호 클램핑, 저전력 제어. 복잡한 주변 회로 없이 안정적인 작동을 달성합니다. 최대 대역폭 450MHz, 최소 입력 참조 노이즈 49nARMS,가장 빠른 전환 속도는 0.8ns, 그것은 리더, 레이저 범위, 고속 광 통신 및 산업 광 전기 검출과 같은 중고용 애플리케이션에 완벽하게 적합합니다. 비용과 크기의 장점을 균형 잡습니다.그것은 현대 광전자 수신 시스템에 대한 선호되는 프론트 엔드 증폭 솔루션입니다..