在这个射频运算放大器电路中,电阻的重要性是什么?


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摘自TI应用笔记:带运算放大器的RF和IF放大器

原理图:宽带射频放大器

消息人士说:“ 39 pF电容器可提供峰值以补偿某些高频衰减,但通过移除它并承受衰减,可以获得更好的IP3性能。” 让我们考虑一下它已经结束了。

两个运放级之间的电阻有什么作用?选择会让我想到传输线,但是该放大器的可用带宽高达300 MHz,因此波长约为1米,大大超过了级之间的距离(它是双运放套件),因此此处的任何反射都将足够快以至可以忽略不计。50Ω

此外,输入和输出均以电阻端接。假设所连接的电缆足够长,可以视为传输线,并且这些电阻器为该线提供了端接,这是合理的。但是,为什么要两端终止?假设其他电路也在做同样的事情(终止输入和输出),这是否有助于将电压降低一半?这似乎对放大器起反作用。有什么好处?50Ω


我认为它可以最大程度地减少/停止反射。特征阻抗的任何不连续都会引起反射,这会使信号失真,具体取决于反射的“不良”程度。通过将它们加到两端,您在每个点都具有50ohm恒定阻抗(因为中间的特征阻抗为50),因此没有反射。这就是我的猜测,因为这对我来说似乎很有意义。这也是为什么这是评论而不是答案的原因。我等的大男孩现身洛尔
efox29

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根据链接的文档,“通过使用级间终端电阻器来实现隔离。” 但是,确切地说,他们正在将它们与对我而言并不立即显而易见的事物隔离开。
Photon

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我之前遇到过此应用笔记。如果我没记错的话,噪声系数(每级12dB)对于这种应用也适得其反,这使我对文档的中心主题提出了质疑。
mng

Answers:


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我认为当您提到1米量级的波长时,您会混淆天线和传输线-传输线方程基本上与频率(以及波长)无关。

您认为传输线是正确的。要实现的另一件事是,该运算放大器是电流反馈放大器(而不是“正常”电压反馈放大器)。

{请参阅http://en.wikipedia.org/wiki/Current-feedback_operational_amplifier }

终止第一个运算放大器输出的49.9欧姆将其输出阻抗设置为50欧姆(标称值)。第二个49.9欧姆电阻端接实际上是无谐振的50欧姆传输线,并产生平坦调谐的电路。终止的结果是将第一级的增益降低了一半,这看起来很奇怪,但是对于保持该级的平坦调谐是必需的。

在此处输入图片说明

回到39pf电容器。它会在高频端增强信号并补偿增益的下降,但会与终端失配,从而导致高频反射。

该电路设计为直接插入50欧姆系统传输线系统。


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菲尔(Phil)关于波长的言论对我来说似乎完全正确。链接文章的作者展示了用于FM广播接收机的10.7MHz IF放大器的相同电路。认为同一封装中两个运算放大器之间的连接应视为10.7MHz的传输线的想法有些牵强-为什么仍要50Ω?
MikeJ-UK

@ MikeJ-UK波长在此设计中并不重要,因为运算放大器带宽限制了较高的可用频率,从而导致了一条短的,非谐振的传输线(以负载为主)。第一次共振发生在四分之一波长处。原始电路的设计者已决定在某一时刻将所有电阻保持在50欧姆-可能有助于电路的测试。除了使用50欧姆带的PCB设计之外,没有理由不能使用其他值。10.7MHz电路通过使用332欧姆电阻来匹配SAW滤波器的阻抗来显示这一点。
吉姆·迪尔登

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我的观点是,如果引脚1和5之间的距离不够大,不足以保证将其视为传输线。
MikeJ-UK

@ MikeJ-UK我明白您的意思,但我只是在回答这个问题。我同意您的看法,原始电路的设计人员并未将两个运算放大器视为在同一芯片上,而只是将“现成的”应用笔记设计用于“ 50 ohm”放大器,并将它们放在一起。我怀疑这是出于测试目的。它奏效了,所以他们很高兴。优化设计不是我的工作。看到完全一起去除电阻器的效果将很有趣。
吉姆·迪尔登

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它是平坦的,因为传输线的阻抗计算为纯欧姆电阻。[Z =(L / C)^ 0.5](在第一次近似中)没有任何公式与频率相关。在较高的频率下,电路中的小寄生电感和电容以及线路中的介电损耗开始占主导地位,增益下降。至于为什么需要端接,请查看allaboutcircuits.com/vol_2/chpt_14/5.html在短传输线中,端接电阻占主导地位。
吉姆·迪尔登

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我的猜测是,该电路没有假设运算放大器在同一封装中(尽管引脚号相同),并且确实假设PCB走线为50Ω。该数据表说: -

板载不需要50Ω的环境,实际上,较高的阻抗环境可改善失真,如失真与负载图所示。借助基于电路板材料和走线尺寸的特性电路板走线阻抗,可将匹配的串联电阻从THS320x的输出引入走线,并在目标设备的输入端使用端接分流电阻。


我仍然想知道为什么两端都需要一个电阻。据我了解,消除反射和驻波只需要在两端(并且都将这样做),那么为什么要同时使用呢?
Phil Frost
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