1、OPA859构成的放大电路的设计
图中OPA859的增益G设定为1.16 ,OPA859的增益带宽积GBP = 900M , 放大器的带宽BW = GBP / Acl = 900 / 1.16 = 775.86M。
图:OPA859放大电路
由于需要在放大电路上加带宽的限制,所以在OPA859放大电路上有个低通限制了放大电路的带宽,也就是上图中的C152和R162,截至频率ft = 1/ 2pi*RC = 176M,1.8p在放大器输入350Mhz信号时的等效的容抗为252R,增益为G = 1 + (252 // 500) / 1000 = 1.16。
2、放大电路的时域仿真
Vin = 2.05 - 1.64 = 0.41v Vout = 2.05 -1.46 = 0.059v 增益G = Vout / Vin = 0.59/ 0.41 = 1.43 这里仿真增益G远大于计算的增益1.16,这个增益大具体原因是什么原因呢?
图:OPA859放大电路的增益
3、放大电路的频域仿真
利用TINA的交流特性分析功能,仿真OPA859构成的同向放大电路的幅频特性,发现放大电路的带宽是829Mhz,与前面计算的176Mhz对应不上,应该是计算哪里出了问题,反馈的1.8pF和500R也确实是构成极点,截至频率确定是176Mhz,所以由此分析是电路中还存在零点,这个极点正好是补偿了零点!!
图:OPA859的频域仿真电路
图:OPA859放大电路的幅频曲线
验证上面的存在零点假设,先把反馈上的1.8pF去掉,看一下幅频响应。可以看出在239Mhz存在一个零点,果然就是这个零点导致的放大电路带宽变大了。
图:OPA859的频域仿真电路(无Cf电容)
图:OPA859放大电路的幅频曲线(无Cf电容)
图中放大电路输入端也没有接对地电容,那这个对地电容是哪里来的?由此可以想到是芯片内部的寄生电容,查看OPA859的规格书和仿真的spice文件看寄生电容的大小,Cin = Ccm + Cdiff = 0.82pF
由传递函数可知Cin与R6//R7构成的零点,零点频率为fz = 1 / 2pi*R6//R7 *Cin,去掉OPA859的spice模型中的Cin,看还有没有零点。
可以看出在几百M的位置上的这个零点没有了。
图:去掉OPA859的输入电容后的幅频曲线
综上,在反馈上增加Cf电容可以补偿放大器输入寄生电容的构成的零点,使放大电路的带宽更大,如果想减小这个零点的影响,可以减小R6//R7,使零点后移,或者增加Cf电容补偿零点,还能使放大电路的带宽更大。