会社ブログについて TI LMH32401IRGTR プログラム可能な増幅単端差出力トランスインペダンス増幅器

TILMH32401IRGTRプログラム可能な加益単端差出力トランスインペダンス増幅器

シェンzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.供給/リサイクル TILMH32401IRGTR◎ 単端入力から微分出力変換のために設計された高性能プログラム可能な増幅トランスインペダンス増幅器 (PGA)高速光学検出および信号処理用用に特別設計された, プログラム可能な加益,広い帯域幅,低騒音,および高い統合を活用して,例外的なパフォーマンスを提供します.信号の精度と応答速度が重要な高速光通信現代の光電子受信システムにとって理想的なフロントエンド増幅ソリューションとして機能します.

I. 基本概要LMH32401IRGTR装置

LMH32401IRGTRは基本的に単チャンネルトランスインペダンスアンプです.その核心機能は,光電極などの電流出力センサーによって生成される弱い電流信号を高速で低歪みで電圧信号に変換することですその差出力構造は,干渉耐性を向上させ,同時に,異なる光の強度や信号幅を持つアプリケーションに適応するためにプログラム可能な増幅切り替えをサポートします.コンパクトな3mm×3mmの16ピンVQFNパッケージに収納この装置は高密度PCBの配置を容易にする.その動作温度範囲は-40°Cから125°Cまで,工業用および特定の自動車用アプリケーションの環境要件を満たす.

TIの高速アンプシリーズの主要製品として,LMH32401IRGTR高周波応答,ノイズ性能,統合を最適化する.複雑な周辺回路なしで安定した動作を可能にする複数の実用的な機能モジュールを組み込む..これは,低電力制御を維持しながらシステム設計の複雑性とコストを大幅に削減し,ポータブルおよび低電力デバイスアプリケーションに適しています.

基本技術パラメータと性能上の利点LMH32401IRGTR

(1) 基本的技術パラメータ

LMH32401IRGTRの性能パラメータは,高速,低騒音,プログラム可能な加益の3つのコア機能を中心に回転する.典型的な動作条件 (VDD=3.3V,CPD=1pF, RL=100Ω, TA=25°C) は,実際のアプリケーションの要件に正確に適合します.

- プログラム可能なトランスインペデンス増幅: 2kΩと20kΩの増幅スイッチを 2kΩのデフォルト増幅でサポートする.ユーザは,外部GAINピン経由で柔軟に増幅を設定し,異なる振幅の入力電流信号に対応することができます.

- 帯域幅性能: 2kΩの増幅で,閉ループトランスインペダンス帯域幅は450MHzに達し,20kΩの増幅で,帯域幅は275MHzで,どちらも例外的な高周波応答能力を提供します.

- 騒音性能: 2kΩ の増幅では,入力参照騒音はわずか 250nARMS です. 20kΩ の増幅では,入力参照騒音は49nARMS に低下し,弱信号の検出精度を大幅に向上させます.

- スイッチ速さ: 2kΩの増幅で,上昇/低下時間は0.8ns以下です. 20kΩの増幅で,上昇/低下時間は1.3nsで,高速の瞬間の信号を捕捉することができます.

- 出力特性:出力スイングは1.5VPPに達し,直接100Ωの負荷を動かすことができる.差出力構造はADC (アナログからデジタル変換器) に直接接続をサポートする.信号連鎖設計を簡素化する;

- 電源と電源消費: 3V から 3.45V の電圧範囲, 3.3V の典型的な電源電圧,約 30mA の静止電流の単一電源操作.低電源モードをサポートします.エネルギーを節約するために,イオン操作中にENピンで無効にすることができます..

- 追加パラメータ: 入力DC電流範囲60~72μA,典型的な出力線形駆動電流 (シンク/ソース) 26.6mA,差出力インペダンス約21Ω,優れた共通モード拒絶率 (CMRR).

(II) 主要なパフォーマンスメリット

1複数のシナリオへの適応性のためのプログラム可能な利益

についてLMH32401IRGTRプログラム可能な増幅制御モジュールを組み込みます.外部抵抗交換や回路の再設計を必要とせずに,2kΩから20kΩの増幅設定の間の迅速な切り替えを可能にしますこの柔軟性により,異なる光の強度下での光検出シナリオに適応できます.2kΩ の低増幅モードでは信号飽和が防止されます- 弱光で弱入力信号で, 20kΩ の高増幅モードに切り替えた場合,信号幅が増幅されます.- 低騒音性能は,弱信号の検出精度が不変であることを保証します.

2高周波信号処理を最適化するための高速低騒音設計

についてLMH32401IRGTR高速光電子信号処理に最適化されている.最大帯域幅は450MHz,高速スイッチ速度は0.8ns.リダールや高速光通信などのアプリケーションで 信号の歪みなく 高周波の瞬流信号を 簡単に捕捉できます同時に,非常に低い入力基準ノイズ (49nARMSまで) は,環境ノイズとデバイスによる干渉を効果的に抑制します.信号とノイズ比 (SNR) を著しく改善するこれは,弱い光電子信号の増幅時のノイズ課題を解決し,低照明環境での高精度検出アプリケーションに特に適しています.

3. 優れたノイズ拒絶性のある単端入力から差異的な出力アーキテクチャ

についてLMH32401IRGTR異なる出力構造に単端入力を使用する.単端入力が光電極などの電流センサーデバイスと直接接続する.追加信号変換回路の必要性を排除する差異出力は,共通モードのノイズと電磁気干渉 (EMI) を効果的に抑制し,信号伝送の安定性を高めます.これは,特に複雑な電磁環境における長距離信号伝送とアプリケーションに適していますさらに,ディフェリエンシャル出力は,追加のディフェリエンシャル変換回路を必要とせずに,ADCのディフェリエンシャル入力ポートを直接動かすことができます.ADCのサンプリング精度を向上させながら信号チェーン設計を簡素化する.

4高度な統合はシステム設計コストを削減する

についてLMH32401IRGTR複雑な外部部品なしで安定した動作を可能にする複数の実用的な機能モジュールが組み込まれています.

- 100mA 保護クランプ回路が組み込まれると,一時的な過電源や入力過負荷によるデバイスの損傷を防止し,過負荷状態からの迅速な回復を可能にし,システムの強さを向上させます.統合された環境光消去 (ALC) 回路は,光二極子とアンプ間のAC結合コンデンサーを置き換えるこの回路は,DC結合要件に対応するためにIDC_ENピンで無効化できます.統合された出力マルチプレックス機能により,複数のLMH32401IRGTRデバイスがENピンの低電力制御を通じて単一のADCにマルチプレックスすることができます.システムコストとフットプリントをさらに削減するために,マルチチャンネル信号の時間分割マルチプレックス化を促進します.

5. 携帯用用用用の低電力制御

についてLMH32401IRGTR低電源モードに対応する.アンプが使用されていないとき,ENピンがデバイスを低電源状態に置くことができる.この状態では,出力ピンが高阻力状態に入ります.静電を大幅に削減し,効率的に電力を節約するこの機能は,携帯レーザー距離計やハンドヘルドLiDARシステムなどの低電力デバイスとの互換性を可能にし,デバイスの実行時間を延長します.高インペダンス出力状態は複数のデバイスでマルチプレックスすることを容易にするシステム統合を強化する.

基本機能のモジュールLMH32401IRGTR

(1) プログラム可能な増強制御モジュール

プログラム可能な増幅制御モジュールは,LMH32401IRGTRのコアモジュールの1つです.装置はデフォルトの 2kΩ 増幅モードで動作する.;高にGAINピンを引っ張ると, 20kΩの増幅モードに切り替える.増幅の切り替えるプロセスは迅速で問題なく,動的変化する照明条件において,信号の無中断送信と信号調節要件を満たすこの統合設計により,追加的な増幅制御チップや外部抵抗ネットワークの必要性がなくなり,安定した増強精度を確保し,増強への温度漂移効果を最小化しながら回路設計を簡素化.

(II) 環境照明消去 (ALC) モジュール

環境光消去モジュールは,光電子検出シナリオのための特殊な最適化である.背景環境光 (例えば,日光濃い環境光によって引き起こされるアンプ出力飽和を防止し,システムのダイナミック範囲を向上させる.このモジュールは,光二極子と増幅器の間に伝統的に配置されたAC結合コンデンサターを直接置き換えることができます,PCBレイアウトスペースを節約し,部品コストを削減します.アプリケーションでDCコップリングが必要な場合,モジュールはIDC_ENピンで無効にすることができます.異なる回路設計ニーズに柔軟な適応を提供ALCモジュールは,高周波信号伝送に影響を及ぼさず,広い帯域幅で動作し,光電信号の整合性を保証します.

(3) 保護クランプと低電力制御モジュール

100mA保護クランプ回路は,入力過負荷時の電流幅を制限し,アンプの入力と出力段階を損傷から保護する.超負荷状態で正常な動作への迅速な回復を可能にします低電力制御モジュールは,ENピンを介して管理されます. 低電力制御モジュールは,LIDARなどのアプリケーションに特に適しています.ENピンが高く引っ張られたときENピンを低く押すと,デバイスは正常に動作します.この機能は,電力消費量を制御するだけでなく,マルチチャネル信号の取得を容易にするENピンの時間分割制御により,複数のアンプが複数接続され,システムハードウェアコストと消費電力を削減できます.

(IV) ディフェリエンシャル出力ドライバーモジュール

微分出力ドライバーモジュールは,1,5Vppの出力振動を持つ高振動高速設計を採用し,追加のバッファ増幅器を必要とせずに100Ωの負荷を直接運転することができる.モジュールは優れた共通モード拒絶率 (CMRR) を示しています信号伝送の安定性を高めるため,コモンモードのノイズを効果的に抑制する.同時に,差出力はADCの差出力に直接対応する.ADCのサンプリング精度を向上させるため,信号変換中に歪みやノイズ干渉を最小限に抑える低出力インピーデンスと強い負荷駆動能力により,ドライバーモジュールは様々な下流回路設計に適応するための高い柔軟性を提供します.

IVLMH32401IRGTR典型的なアプリケーション回路

LMH32401IRGTRは,通常,LiDAR受信機やレーザー距離計の光電子信号の増幅に使用される.その典型的なアプリケーション回路設計は単純である.光ダイオードを中心とする,LMH32401IRGTR特定の設計アプローチは以下のとおりです.

1. 入力回路:光二極子のアンードは接地され,カソッドはLMH32401IRGTRのIN+ピンに接続される.IN-ピンは基準レベル (例えば,GNDまたは固定バイアス電圧) に接続される.単端の入力構造を形成する高周波のノイズを抑制するために,小さなコンデンサが光二極子に並行して接続されています.

2. 増幅制御: GAINピンは抵抗器を通じてVDD (3.3V) またはGNDに接続し,20kΩまたは2kΩの固定増幅構成を達成する. 動的増幅切り替えるには,ソフトウェア制御用のMCU GPIOピンに接続できる.

3機能有効: ENピンはMCU GPIOピンに接続し,システムの要件に基づいてデバイスのアクティブ/低電力モードを制御します.IDC_EN ピンは,環境照明の遮断と環境照明からの干渉を防ぐために,高く引っ張らなければなりません..

4電源と地面: VDD1とVDD2は,どちらも3.3V電源に接続されている.電源のノイズを抑制するために,電源ピンの近くで0.1μFと10μFの脱結合コンデンサが並行接続されている.GNDピンは単点接地を使用し,接地ループノイズを減らすために光二極子の接地端末に接続されています.

5.出力回路:OUT+とOUT-は,ADCの差点入力ピンに直接接続する.ADCの基準電圧は,信号互換性を確保するために,LMH32401IRGTRのVOCMピンと一致するように設定されている.ADC が単端入力を使用している場合接続のために,微分から単端変換回路を使用できます.

V についてLMH32401IRGTR応用シナリオ

高速,低騒音,プログラム可能な増幅,そして高度な統合を活用して,LMH32401IRGTR主に高速光電子検出および信号処理アプリケーションを対象としています.

- LiDAR: 受信機のフロントエンド増幅器として機能し,光検出器からの弱い電流信号を増幅します.自動車LiDARおよび産業LiDARアプリケーションに適しています.高速距離検出を可能にする.

- レーザーランジングシステム:ハンドヘルドレーザーランジメーターと工業レーザーランジング機器と互換性レーザーから反射される薄弱な光電信号を増幅し,範囲の精度と応答速度を向上させる.

- 高速光通信: 光ファイバー受信機モジュール (ROSA) のフロントエンド増幅器として機能し,光二极管からの弱い電流信号を増幅します.高速光学モジュールに適している,光ファイバートランシーバー,および類似機器

- 産業自動化 光電感知:高速通信に対応する産業センサー (光電スイッチ,光電エンコーダーなど) の信号を増幅する高精度産業検査のシナリオ;

- 医療・科学機器:PETスキャナー,光学コアレンスのトモグラフィ (OCT),高速スペクトロメーターと互換性弱体光電子信号の増幅と調節のための類似装置;

3Dセンサーとバーコードスキャン: 3Dカメラとバーコードスキャナーのための光電子信号を処理し,検出精度と応答速度を向上させます.

第8回LMH32401IRGTR概要

TI LMH32401IRGTRは,高速光電子検出シナリオのために特別に設計されたプログラム可能な増幅トランスインペダンス増幅器です.高度な統合2kΩから20kΩのプログラム可能な増幅切換をサポートし,単端入力を微分出力に変換します.周囲の照明の消去などの実用的なモジュールが組み込まれています保護クランプと低電力制御.複雑な周辺回路なしで安定した動作を達成. 最大帯域幅450MHz,最小入力参照ノイズ49nARMS,最速の切り替え速度は0.8ns,それは完全にリダール,レーザーレンジング,高速光通信,および産業光電気検出のような 中高端アプリケーションに適しています.現代の光電子受信システムにとって,最好のフロントエンド増幅ソリューションとして立っています.