Strom-Spannungs-Opamp in DAC-Anwendung: Snubber-Netzwerk zwischen Eingängen

Bei Transimpedanz- (oder Strom-Spannungs-) Opamp-Anwendungen für DAC wird empfohlen, an den Opamp-Eingängen einen Kondensator (zusammen mit einem Snubber-RC-Netzwerk durch den Rückkopplungswiderstand) anzubringen, um hochfrequente Energie auf Masse und kurzzuschließen verhindern, dass der Operationsverstärker in die Anstiegsbegrenzung geht. Siehe zum Beispiel AD797 Datenblatt, Abb. 54. Datenblatt – https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD797.pdf

Der Zweck sollte darin bestehen, die HF-Energie der Stromschritte des DAC zu absorbieren und Probleme mit transienter Intermodulation (TIM) zu vermeiden.

Wie wäre es stattdessen mit einem gedämpften RC-Kondensator an Operationsverstärkereingängen, um die volle kapazitive Last für den DAC und ein mögliches Klingeln an seinem Ausgang zu verhindern? (Tatsächlich kenne ich die Schaltung und Stabilität des DAC-Ausgangsstroms nicht, daher kann ich die Vorteile, falls vorhanden, nicht simulieren.)

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

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Antworten (1)

Hier gibt es mehrere Ziele

1) einen stabilen IV-Kreislauf haben

2) haben ein minimales Klingeln, obwohl sich zwischen den OpAmp-Eingängen eine 2.000-pF-Kappe befindet

3) absorbieren die Ausgangstransienten (Glitches) des DAC über den gesamten Ausgangsstrombereich, wenn sich dieser Rout ändert (abhängig von der DAC-Ausgangstopologie --- Kaskadierung)

Die vorgeschlagene Schaltung hat ZWEI Serien-RC-Netzwerke, ursprünglich über dem Rfeedback, und hinzugefügt ist ein RC über den OpAmp-Eingangspins.

Hier nicht gezeigt ist der „Rout“ des OpAmp, der Ausgangswiderstand des IC, der induktiv erscheint und somit ein Klingeln verursacht, wenn eine Kapazität vorhanden ist, ob Cfeedback oder Cload.

Bei hohen Frequenzen (während der DAC-Transiente) ist die Verstärkung R2/Rdampening, daher können Sie diese Verstärkung auf >1 oder >>1 einstellen; der OpAmp muss diese niedrige Impedanz treiben, und der OpAmp hat möglicherweise keine Stromausgabefähigkeit; Wenn der OpAmp in die Strombegrenzung eintritt, steigt die Verzerrung an.

Diese Schaltung hängt stark vom tatsächlich verwendeten OpAmp ab und davon, wie nahe sich die TRANSIENT- Ströme dem internen Auslösepunkt der Strombegrenzung nähern. Ich würde den Spitzenstrombedarf bei weniger als 25% der Nennstrombegrenzung halten, wenn Sie sich wirklich für Verzerrungen interessieren.

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Das OP fragt sich, ob der Rdampen benötigt wird? Ja. Wenn Sie nur einen Kondensator am Vin- haben, werden massive Phasenverschiebungen verursacht, und Sie haben einen Oszillator. Wie gut die Simulation dieses Risiko erfasst, ist fraglich, da die allerhöchsten Frequenzen in das Simulatormodell aufgenommen werden müssen, EINSCHLIESSLICH VDD-Induktivitäten und ESD-Kapazitäten und der VDD-Überbrückungskondensatoren, da der Operationsverstärker hohe Ströme verwendet.

Warum ESD-Kapazitäten einbeziehen? da die VDD-Induktivitäten und die großen dI/dT-Ströme der Operationsverstärker kombiniert werden (V = L * dI/dT), um große Störungen der Onchip-Silizium-Stromversorgungsspannungen zu erzeugen. Daher hüpfen und klingeln die Gnd/Power-Schienen des Operationsverstärkers mit einer Frequenz, die unabhängig vom schlechten BODE-Klingeln des Opamp-Peaking-Response-Feedbacks ist. Dieses VDD/GND-Klingeln wird durch die ESD-Dioden (3pF??) in die Eingangskreise eingekoppelt; 3pF bei 1GigaHertz sind nur 53 Ohm; ist das eine große sache. Abhängig von der realen Schaltung, dem realen PCB-Ausgang.