Craig Swing的博客

这一讲，继续任务关键型放大器的另一个常见问题：放大器输入输出阻抗及其对放大器性能的影响。   放大器Zout 输出阻抗等于放大器输出电压除以输出电流之比，即Zout=Vout/Iout。这是放大器极为重要的一个特性，关系到放大器以及放大器驱动的后级电路。前级输出阻抗对于确定后级放器性能具有十分重要的作用。对于每一种宽带应用来说，电源输出阻抗，以及后级输入电容，实际是整个系统的频带极限点。两个放大器以理想的方式组合在一起时，我们可以很清楚地看到这种情况。顺便指出，图1所示高阻抗非反相配置的后级放大器，情况也是如此。...

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这周，我们将继续探索工程师如何避免采用高性能任务关键型器件进行设计时面临的一些复杂问题。   放大器工作频率提高会产生一系列设计问题，特别是线性放大器应用。下面，我们来看高性能系统常见的一个问题：   寄生电容效应及其对放大器稳定性的影响。   放大器反相节点的寄生电容，特别是非反相增益配置的放大器（参见图1），是一个非常困难的问题。这个输入端产生的电容影响非反相信号增益，通过并联增益调整电阻表现出来（接地），并且影响放大器环路增益相位裕量（也是放大器增益调整反馈电阻的函数）。 这种寄生电容...

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高性能数据采集和转换系统是真实世界的物理参数（大多数也包括人机界面）和虚拟世界的数字计算与控制的接口（微控制器单元（MCU））。由于目前比较侧重数字计算和控制（因为低成本和高性价比），高性能采集系统中的模拟数据采集对于很多工程师来说还是有点神秘。信号路径内的承载采集信号的一些模拟器件要在极限性能参数下工作，这些器件成为“任务关键型”器件，意思是工程师在辨别和选择一款能够满足系统关键性能指标的放大器（或模数转换器）时，需要极为小心。在接收传感器信号的高性能数据采集系统中的任务关键型的有源器件包括：高频...

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高性能数据采集和转换系统是真实世界的物理参数（大多数也包括人机界面）和虚拟世界的数字计算与控制的接口（微控制器单元（MCU））。由于目前比较侧重数字计算和控制（因为低成本和高性价比），高性能采集系统中的模拟数据采集对于很多工程师来说还是有点神秘。信号路径内的承载采集信号的一些模拟器件要在极限性能参数下工作，这些器件成为“任务关键型”器件，意思是工程师在辨别和选择一款能够满足系统关键性能指标的放大器（或模数转换器）时，需要极为小心。在接收传感器信号的高性能数据采集系统中的任务关键型的有源器件包括：高频...

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   高性能工业和医疗传感数据采集系统的前端放大器接收从传感器输出的信号再将其放大以作下一步的模数转换用。各种型号的输入传感器，通常能传输的信号频率极为广泛（从直流到1GHz以上）。当然，测试直流到低于100kHz的音频频率这一频率范围信号的工业和医疗传感系统通常都需要高分辨率的ADC（高于14位，通常在16位到24位之间），因此就需要具更低带宽同时有更高精确度的前端放大器。在音频范围（100kHz以上）到数GHz（高频）的信号一般要求ADC的分辨率小于14Bits（在6Bits到14Bits间），因此前端放大器需要有更高的带宽和较低的...

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用于工业和医疗传感应用的高性能数据采集系统可以大致的被分为两类：1）低频高分辨率2）高频低分辨率。有关低频高分辨率的系统，为了达到最优性能前端放大器一般采用仪表放大器（见图1）。基本上，一个仪表放大器可以看做由三个独立的放大器组成，该放大器的两个输入端有独立的缓冲和输入阻抗，所以该放大器可以在低频高精度的测量系统中得到很好的应用（见图2）。使用低频高精度的仪器放大器时，由于过于复杂，系统稳定性很难达到。  

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高性能数据采集系统 模拟器件：高性能放大器 高性能数据采集和转换系统中最基础的部分是：高性能放大器须能够缓冲被采样信号、增大信号的幅值、将电流值转换成电压值（或者电压值转换为电流值）、将信号从单端型转换成差分型或者从共模噪声中提取出差模信号（如图1）。当然要实现以上功能一般都要求一个高性能的放大器具有以下功能的其中之一：1）高速（低精度）或者2）低速（高精度）。对于一个设计工程师来说，理解上面两种不同类型的放大器之间的差别是非常重要的。同时，也要懂得如何去挑选合适的能满足数据采集系统整体性能的放大器。...

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主题: 高端波形信号源输出驱动放大器 话题: MCM (多芯片模块)/薄膜技术优于单片器件   简介   设计带宽范围达1GHz、转换速率10,000 V/µsec (@10Vpp)、输出驱动电流高达100mA，在极端环境下运行确保最高可靠性的高速放大器，采用传统单片器件技术是无法实现的。对于这种极高的性能要求，传统单片器件技术在工艺上存在带宽和击穿电压方面的限制。换句话说，单片器件工艺随着带宽增加，(这种工艺的) 击穿电压下降，因此不可能设计具备高频和高压特性的放大器。要想满足高频和高压要求，可采用MCM (多芯片模块)技术。MCM 技术将不同...

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主题: DC-DC转换器抗噪 电源去耦   谈到DC-DC转换 (及抗噪)，探讨的问题一般涉及各种器件，如采用各种系统结构的线性稳压器和开关稳压器 (我们以前已经讨论过了)。设计工程师必须注意这些器件的性能特性，如负载和线路调整、电噪声、开关噪声、输入与输出驱动、有效功率以及热量管理。但就所有这些设计问题的核心而言，DC-DC转换最基本的定义就是通过零输出阻抗和无噪声电路，将DC电压转换为另一种DC电压 (即使是相同电压) ! 。如果您设计的每一种集成电路中，每个电源引脚连接无噪声、0 Ω 输出阻抗DC-DC转换器，电路不会出现电源导...

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主题: DC-DC转换器抗噪 接地环路   DC-DC转换器为整个系统中的各个电路供电。尽管每个电路在测试台上可能表现很好，但系统整体性能却往往达不到各个电路的性能效果。为什么? 有许多潜在因素，而系统中各个电路的整体接地系统是首要原因。设计师需要非常清楚每个电路如何接地，系统中是否存在接地环路。   当两个电路和/或系统之间存在一个以上对地连接时就构成了接地环路。重复接地通道相当于形成一个接收接口信号的环形天线 (电流通过接地电阻转换成电压)。接收接地环路感应电压的后果是，随着感应电压的叠加造成系统对地基准电...

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主题: DC-DC转换器抗噪 探测   大家不要怪我老生常谈、反复赘述，只因为我最近遇到太多工程师向我问到DC-DC转换器的一系列设计问题，所以我又把这一系列重新拿出来和大家讨论一遍，下面，我们再重新温故一下探测部分吧。   我们过去的研究结果表明，DC-DC转换会形成大量潜在噪声源。线性和开关调节器本身会发射电噪声 (如热噪声、1/f噪声和散粒噪声)。热噪声是导体中的载流子随机热激励振动造成的。闪变噪声 (1/f) 是一种低频噪声。半导体器件中的1/f 噪声主要与材料表面特性有关。散粒噪声是电流不是平稳、连续地通过器件时产生...

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记得在去年我们就DC-DC转换器的问题进行过一个系列的讨论，这次之所以重复，是因为在这一年里，我碰到了太多的工程师向我征询关于DC-DC转换器的问题，让我意识到这是个太重要的问题，所以我要旧事重提，再和大家深入探讨下这个系列，并且补充一下新的关键点进去，让大家更透彻的理解，也欢迎更多的工程师朋友和我一起讨论，共同交流   在所有DC-DC转换器中，开关稳压器的效率最高。开关稳压器的功效显著优于线性稳压器，当然，其代价是开关过程中会产生很大的输出噪声。不过，开关稳压器拓扑结构适用于广泛应用，包括步升 (升压)、步...

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主题: 高频放大器 话题: 使用和选择超高频MCM (多芯片模块) 放大器   简介   前几周，我们学习了如何搭建和选择带宽范围达MHz的高速放大器电路，并详细了解放大器的技术规格。现在，我们介绍如何使用和选择超高性能 MCM (多芯片模块) 放大器。同样，随着性能的提高，了解放大器的技术规格和应用电路环境变得更加重要，因为许多性能技术规格之间存在着相互作用的关系 (如带宽和噪声与建立时间的对应关系)。许多时候，某些应用必须使用带宽大于100 MHz，转换速率高于1000 V/µsec，输出电平大于10Vpp的超高频MCM (多芯片模块) 放大...

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主题: 高频放大器 话题: 使用极高频放大器 (具体实例) 第2部分   这一讲，我们接着上一次的功能描述来继续说明使用极高频放大器的具体实例   功能说明: KH600是一种差分CFB (电流反馈放大器)。图1所示为简易电路图。输出阻抗按反馈电阻 (R3-R6) 值和电流镜增益设定。放大器增益通过R1和R2设定。放大器具有高带宽特性，所有这些电阻采用精密氮化钽电阻内置在放大器中 (采用MCM封装)。通过改变+Vb1、+Vb2和-Vb电压可调整共模输出电压(两路输出)。降低这三个电压 (例如，+Vb由+5变为+3，-Vb由-5变为-7)，可以提高共模输出电压。反之...

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主题: 高频放大器 话题: 采用极高频放大器 (具体实例) 第1部分   简介 前几周，我们介绍了搭建带宽范围达MHz的高速放大器电路需要极为详细地了解放大器的技术规格。现在，我们介绍如何使用带宽范围达GHz的极高频放大器。同样，随着放大器带宽的增加，了解放大器技术规格和电路环境变得更加重要，因为许多性能规格之间存在着相互作用的关系 (如带宽和噪声与建立时间的对应关系)。有些应用中，必须使用带宽大于1GHz，转换速率高于10,000 V/µsec的极高频放大器。这类放大器用于高端ATE和仪器系统、极为严苛的高可靠性系统、高精密系统以...

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