TILMH32401IRGTRتقویت کننده Transimpedance Differential Output قابل برنامه ریزی
شرکت الکترونیک Shenzhen Mingjiada Co., Ltd.تامین/بازیافت TILMH32401IRGTRیک تقویت کننده ترانس امپیدانس افزونه قابل برنامه ریزی با عملکرد بالا (PGA) که برای تبدیل ورودی تک سر به خروجی دیفرانسیل طراحی شده است.به طور خاص برای تشخیص نوری با سرعت بالا و برنامه های پردازش سیگنال طراحی شده اند، از افزایش قابل برنامه ریزی، پهنای باند گسترده، نویز پایین و یکپارچگی بالا برای ارائه عملکرد استثنایی استفاده می کند. به طور گسترده در زمینه های سخت مانند لیدار، سیستم های لیزر،و ارتباطات نوری با سرعت بالا که دقت سیگنال و سرعت پاسخ بسیار مهم است، به عنوان یک راه حل عالی تقویت کننده برای سیستم های گیرنده اپتو الکترونیک مدرن عمل می کند.
I. خلاصه ی اصلیLMH32401IRGTRدستگاه
LMH32401IRGTR اساساً یک تقویت کننده ترانس امپیدانس تک کانال است.عملکرد اصلی آن تبدیل سیگنال های جریان ضعیف تولید شده توسط سنسورهای خروجی جریان مانند فوتودیود به سیگنال های ولتاژ با سرعت بالا و تحریف کم استساختار خروجی دیفرانسیل آن مقاومت تداخل را افزایش می دهد، در حالی که از تغییر گین قابل برنامه ریزی برای انطباق با برنامه های کاربردی با شدت نور متفاوت یا دامنه سیگنال پشتیبانی می کند.در یک بسته فشرده 3mm × 3mm 16-pin VQFN قرار دارد، دستگاه طراحی PCB با چگالی بالا را تسهیل می کند. محدوده دمای عملیاتی آن از -40 °C تا 125 °C است.پاسخگویی به الزامات محیط زیستی برای کاربردهای صنعتی و خودرو.
به عنوان یک محصول کلیدی در سری تقویت کننده های با سرعت بالا TI،LMH32401IRGTRاولویت پاسخ فرکانس بالا بهینه، عملکرد سر و صدا و ادغام است. این شامل چندین ماژول کاربردی عملی است، که عملکرد پایدار بدون مدار های محیطی پیچیده را امکان پذیر می کند.این امر به طور قابل توجهی پیچیدگی طراحی سیستم و هزینه را کاهش می دهد در حالی که کنترل کم مصرف را حفظ می کند و آن را برای برنامه های کاربردی دستگاه های قابل حمل و کم مصرف مناسب می کند.
II. پارامترهای فنی اصلی و مزایای عملکردLMH32401IRGTR
(1) پارامترهای فنی اصلی
پارامترهای عملکرد LMH32401IRGTR در اطراف سه قابلیت اصلی: سرعت بالا، نویز کم و افزایش قابل برنامه ریزی است.CPD=1pF، RL=100Ω، TA=25°C) دقیقا با الزامات کاربردی دنیای واقعی مطابقت دارد:
- افزونه ترانسامپدانس قابل برنامه ریزی: پشتیبانی از 2kΩ و 20kΩ با افزونه پیش فرض 2kΩ.کاربران می توانند به طور انعطاف پذیر از طریق پین خارجی GAIN برای پذیرایی سیگنال های جریان ورودی با دامنه های مختلف تنظیم کنند.
- عملکرد پهنای باند: در 2kΩ افزایش، پهنای باند ترانسامپدانس حلقه بسته به 450MHz می رسد؛ در 20kΩ افزایش، پهنای باند 275MHz است، هر دو قابلیت پاسخ فرکانس بالا را ارائه می دهند؛
- عملکرد سر و صدا: در 2kΩ افزایش، سر و صدا مرجع ورودی تنها 250nARMS است؛ در 20kΩ افزایش، سر و صدا مرجع ورودی به 49nARMS کاهش می یابد، به طور قابل توجهی دقت تشخیص برای سیگنال های ضعیف را بهبود می بخشد؛
- سرعت سوئیچ: در 2kΩ افزایش، زمان افزایش/پیدایش به اندازه 0.8ns است؛ در 20kΩ افزایش، زمان افزایش/پیدایش 1.3ns است، که امکان ضبط سیگنال های گذرا با سرعت بالا را فراهم می کند؛
- ویژگی های خروجی: سوئیچ خروجی به 1.5VPP می رسد، قادر به هدایت مستقیم بار 100Ω است. ساختار خروجی تفاضلی از اتصال مستقیم به ADC ها (مبدل های آنالوگ به دیجیتال) پشتیبانی می کند.ساده سازی طراحی زنجیره سیگنال;
- منبع برق و مصرف برق: کار با یک منبع تغذیه با محدوده ولتاژ 3V تا 3.45V، ولتاژ تغذیه معمولی 3.3V، جریان خاموش حدود 30mA. از حالت کم مصرف پشتیبانی می کند.می تواند از طریق پین EN در هنگام کار بیکار برای صرفه جویی در انرژی غیرفعال شود.
- پارامترهای اضافی: محدوده جریان مستقیم ورودی تا 60 ~ 72μA، جریان خطی خروجی معمولی (سنگ / منبع) 26.6mA، مقاومت خروجی دیفرانسیل حدود 21Ω،و نسبت رد حالت مشترک عالی (CMRR).
(II) مزیت های اصلی عملکرد
1سود قابل برنامه ریزی برای سازگاری با سناریوهای مختلف
درLMH32401IRGTRشامل یک ماژول کنترل افزونه قابل برنامه ریزی است. با تنظیم سطح پین GAIN،این امکان را می دهد که به سرعت بین تنظیمات 2kΩ و 20kΩ بدون نیاز به تعویض مقاومت خارجی یا طراحی مجدد مدار تغییر دهیداین انعطاف پذیری امکان تطبیق به سناریوهای تشخیص نور را تحت شدت نور متفاوت فراهم می کند:حالت 2kΩ کم افزونه از اشاعه اشباع جلوگیری می کند- در شرایط نوردهی ضعیف با سیگنال های ورودی ضعیف، تغییر به حالت 20kΩ با افزایش بالا، دامنه سیگنال را تقویت می کند.- عملکرد کم سر و صدا اطمینان از دقت تشخیص برای سیگنال های ضعیف باقی می ماند دست نخورده.
2طراحی با سرعت بالا و کم سر و صدا برای بهینه سازی پردازش سیگنال فرکانس بالا
درLMH32401IRGTRبه طور خاص برای پردازش سیگنال اپتوالکترونیک با سرعت بالا بهینه شده است. با حداکثر پهنای باند 450MHz و سرعت سوئیچ سریع 0.8ns،بدون هیچ تلاشی سیگنال های جریان فرکانس بالا را در کاربردهایی مانند لیدار و ارتباطات نوری با سرعت بالا بدون تحریف قابل توجهی از سیگنال ضبط می کند.در عین حال، شور مرجع ورودی بسیار پایین (تا 49 nARMS) به طور موثر صدای محیطی و تداخل ناشی از دستگاه را سرکوب می کند.بهبود قابل توجهی نسبت سیگنال به نویز (SNR)این مشکل سر و صدا را در هنگام تقویت سیگنال های ضعیف اپتو الکترونیک حل می کند و آن را به ویژه برای کاربردهای تشخیص دقیق در محیط های کم نور مناسب می کند.
3. واحد پایان ورودی به معماری خروجی تفاوتی با رد صوتی برجسته
درLMH32401IRGTRاز یک ورودی تک سرخی برای معماری خروجی دیفرانسیل استفاده می کند. ورودی تک سرخی آن به طور مستقیم با دستگاه های سنجش جریان مانند فوتودیود ها رابط می کند.از بین بردن نیاز به مدارهای تبدیل سیگنال اضافیخروجی دیفرانسیل به طور موثر سر و صدای حالت مشترک و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) را سرکوب می کند و ثبات انتقال سیگنال را افزایش می دهد.این باعث می شود که آن را به ویژه مناسب برای انتقال سیگنال فاصله طولانی و برنامه های کاربردی در محیط های الکترومغناطیسی پیچیدهعلاوه بر این، خروجی دیفرانسیل می تواند به طور مستقیم پورت ورودی دیفرانسیل یک ADC را بدون نیاز به مدار تبدیل دیفرانسیل اضافی هدایت کند.ساده سازی طراحی زنجیره سیگنال در حالی که دقت نمونه گیری ADC را بهبود می بخشد.
4یکپارچگی بالا هزینه های طراحی سیستم را کاهش می دهد
درLMH32401IRGTRشامل چند ماژول کاربردی عملی است که عملکرد پایدار بدون اجزای خارجی پیچیده را امکان پذیر می کند:
- یک مدار یکپارچه 100mA محافظت از کلیمپ از آسیب دستگاه از جریان بیش از حد موقت یا اضافه بار ورودی جلوگیری می کند در حالی که اجازه می دهد تا بازیابی سریع از شرایط اضافه بار، افزایش ثبات سیستم.مدارهای منسوخی نور محیطی یکپارچه (ALC) جایگزین خازن های اتصال AC بین فوتودیودها و تقویت کننده ها می شوند، صرفه جویی در فضای طرح PCB و کاهش هزینه های سیستم. این مدار را می توان از طریق پین IDC_EN غیرفعال کرد تا نیازهای DC-coupled را برآورده کند.قابلیت چندگانه کردن خروجی یکپارچه امکان چند دستگاه LMH32401IRGTR را به یک ADC واحد از طریق کنترل کم مصرف پین EN می دهد، تسهیل تقسیم زمان سیگنال های چند کانال برای کاهش بیشتر هزینه سیستم و اثر آن.
5کنترل کم مصرف برای کاربردهای قابل حمل
درLMH32401IRGTRحالت کم مصرف را پشتیبانی می کند. هنگامی که تقویت کننده مورد استفاده نیست، پین EN می تواند دستگاه را به حالت کم مصرف قرار دهد. در طول این حالت، پین های خروجی به حالت مقاومت بالا وارد می شوند،به طور قابل توجهی کاهش جریان ثابت و به طور موثر حفظ قدرتاین ویژگی قابلیت سازگاری با دستگاه های کم مصرف مانند فاصله سنج لیزر قابل حمل و سیستم های LiDAR دستی را فراهم می کند و زمان اجرا دستگاه را افزایش می دهد.حالت خروجی با امپدانس بالا باعث می شود که چند دستگاه به هم متصل شوند.، بهبود ادغام سیستم.
ماژول های کاربردی کلیدیLMH32401IRGTR
(1) ماژول کنترل افزونه قابل برنامه ریزی
ماژول کنترل افزونه قابل برنامه ریزی یکی از ماژول های اصلی LMH32401IRGTR است.دستگاه در حالت پیش فرض 2kΩ کار می کند؛ هنگامی که پین GAIN بالا کشیده می شود، به حالت افزایش 20kΩ تغییر می کند. فرآیند تغییر افزایش سریع و بدون مشکل است،تضمین انتقال بی وقفه سیگنال و برآورده کردن الزامات شرایط سیگنال در شرایط نور پویا. این طراحی یکپارچه نیاز به تراشه های کنترل افزایش اضافی یا شبکه های مقاومت خارجی را از بین می بردساده سازی طراحی مدار در حالی که اطمینان از دقت افزایش پایدار و به حداقل رساندن اثرات حرکت دمایی بر افزایش.
(II) ماژول لغو نور محیط (ALC)
ماژول لغو نور محیط یک بهینه سازی تخصصی برای سناریوهای تشخیص اپتوالکترونیک است. این به طور پویا اجزای DC تولید شده توسط نور محیط محیطی (به عنوان مثال،نور خورشید، روشنایی داخلی) ، جلوگیری از اشباع خروجی تقویت کننده ناشی از نور محیطی شدید و افزایش دامنه پویایی سیستم.این ماژول می تواند به طور مستقیم جایگزین خازن اتصال AC که به طور سنتی بین فوتودیود و تقویت کننده قرار می گیرد، صرفه جویی در فضای طرح PCB و کاهش هزینه های قطعات. هنگامی که اتصال DC در یک برنامه مورد نیاز است، ماژول را می توان از طریق پین IDC_EN غیرفعال کرد.ارائه سازگاری انعطاف پذیر با نیازهای طراحی مدار مختلفماژول ALC در عرض باند گسترده ای بدون تأثیر بر انتقال سیگنال فرکانس بالا کار می کند و یکپارچگی سیگنال فوتو الکتریکی را تضمین می کند.
(3) ماژول کنترل حفاظت و کم مصرف
مدار محافظ 100mA یکپارچه، دامنه جریان را در هنگام اضافه بار ورودی محدود می کند و مراحل ورودی و خروجی تقویت کننده را از آسیب محافظت می کند.اجازه می دهد تا به سرعت به عملیات عادی در شرایط بیش از حد بار، افزایش قابلیت اطمینان و ثبات سیستم، به ویژه برای کاربردهایی مانند لیدار که ممکن است ورودی سیگنال قوی ناگهانی رخ دهد مناسب است.هنگامی که پین EN بالا کشیده می شود، دستگاه به حالت کم مصرف با خروجی مقاومت بالا وارد می شود. هنگامی که پین EN پایین کشیده می شود، دستگاه به طور معمول کار می کند.این ویژگی نه تنها کنترل مصرف برق را امکان پذیر می کند بلکه جمع آوری سیگنال چند کانال را نیز تسهیل می کنداز طریق کنترل تقسیم زمان پین EN، تقویت کننده های متعدد می توانند چندگانه شوند، هزینه های سخت افزاری سیستم و مصرف برق را کاهش می دهند.
(IV) ماژول راننده خروجی دیفرانسیل
ماژول درایور خروجی دیفرانسیل از یک طراحی سوئیچ و سرعت بالا با سوئیچ خروجی 1.5Vpp استفاده می کند که قادر به هدایت مستقیم بار 100Ω بدون نیاز به تقویت کننده های بافر اضافی است.ماژول نشان دهنده نسبت رد حالت مشترک (CMRR) عالی است، به طور موثر سرکوب سر و صدای حالت مشترک برای افزایش ثبات انتقال سیگنال. همزمان خروجی دیفرانسیل به طور مستقیم با ورودی دیفرانسیل ADC مطابقت دارد،به حداقل رساندن تحریف و تداخلات سر و صدا در طول تبدیل سیگنال برای بهبود دقت نمونه گیری ADCبا مقاومت خروجی پایین و توانایی قوی حمل و نقل بار، ماژول راننده انعطاف پذیری بالایی را برای سازگاری با طرح های مختلف مدار پایین ارائه می دهد.
IV.LMH32401IRGTRمدار کاربردی معمولی
LMH32401IRGTR به طور معمول برای تقویت سیگنال های اپتوالکترونیک در گیرنده های LiDAR و فاصله سنج های لیزر استفاده می شود.با مرکز در اطراف یک فوتودیود,LMH32401IRGTR، و برخی از اجزای محیطی. رویکرد طراحی خاص به شرح زیر است:
1مدار ورودی: آنود فوتودیود به زمین متصل می شود، در حالی که کاتود آن به پین IN + LMH32401IRGTR متصل می شود. پین IN به یک سطح مرجع (به عنوان مثال GND یا ولتاژ تعصب ثابت) متصل می شود.که یک ساختار ورودی تک سر را تشکیل می دهدیک خازن کوچک به طور موازی در سراسر فوتودیود متصل شده است تا صدای فرکانس بالا را سرکوب کند.
2کنترل گین: پین گین از طریق یک مقاومت به VDD (3.3V) یا GND متصل می شود تا پیکربندی های گین ثابت 20kΩ یا 2kΩ را به دست آورد.پین GAIN می تواند به یک پین MCU GPIO برای کنترل نرم افزار متصل شود.
3عملکرد فعال: پین EN به یک پین GPIO MCU متصل می شود تا حالت فعال / کم مصرف دستگاه را بر اساس نیازهای سیستم کنترل کند.پین IDC_EN باید بالا کشیده شود تا از نور محیط جلوگیری شود و از تداخل نور محیط جلوگیری شود..
4. قدرت و زمین: VDD1 و VDD2 هر دو به یک منبع تغذیه 3.3V متصل هستند. یک خازن جدا کننده 0.1μF و 10μF به طور موازی در نزدیکی پین های قدرت متصل شده است تا سر و صدای منبع برق را سرکوب کند.پین GND استفاده می کند یک نقطه زمین و به ترمینال زمین از فوتودیود متصل شده است برای کاهش سر و صدا حلقه زمین.
5مدار خروجی: OUT + و OUT- مستقیماً به پین های ورودی دیفرانسیل ADC متصل می شوند. ولتاژ مرجع ADC برای مطابقت با پین VOCM LMH32401IRGTR برای اطمینان از سازگاری سیگنال تنظیم شده است.اگر ADC از ورودی تک پایانی استفاده کند، یک مدار تبدیل متغیر به تک سرانه می تواند برای اتصال استفاده شود.
V.LMH32401IRGTRسناریوهای کاربرد
با استفاده از سرعت بالا، سر و صدای کم، افزایش قابل برنامه ریزی و یکپارچگی بالا،LMH32401IRGTRبه طور عمده برای کاربردهای تشخیص اپتوالکترونیک و پردازش سیگنال با سرعت بالا مورد استفاده قرار می گیرد، از جمله:
- LiDAR: به عنوان یک تقویت کننده جلوی گیرنده ها عمل می کند و سیگنال های جریان ضعیف را از فتودتکتورها تقویت می کند. مناسب برای کاربردهای LiDAR خودرو و LiDAR صنعتی،امکان تشخیص فاصله با سرعت بالا.
- سیستم های لیزر رینگینگ: سازگار با دستگاه های لیزر رینگینگ دستی و تجهیزات صنعتی لیزر رینگینگتقویت سیگنال های فتو الکتریکی ضعیف منعکس شده از لیزر برای افزایش دقت محدوده و سرعت پاسخ.
- ارتباطات نوری با سرعت بالا: به عنوان یک تقویت کننده جلوی ماژول های گیرنده فیبر نوری (ROSAs) عمل می کند، تقویت سیگنال های فعلی ضعیف از فوتودیود.برای ماژول های نوری با سرعت بالا مناسب است، فرستنده های فیبر نوری و تجهیزات مشابه؛
- اتوماسیون صنعتی تشخیص فوتو الکتریکی: سیگنال های سنسورهای صنعتی را تقویت می کند (به عنوان مثال سوئیچ های فوتو الکتریکی، کدگرهای فوتو الکتریکی) ،سناریوهای بازرسی صنعتی با دقت بالا;
- تجهیزات پزشکی و علمی: سازگار با اسکنرهای PET، توموگرافی انسجام نوری (OCT) ، طیف سنج های سریعو دستگاه های مشابهی برای تقویت و تنظیم سیگنال های ضعیف اپتو الکترونیک;
- سنجش سه بعدی و اسکن بارکد: پردازش سیگنال های اپتو الکترونیک برای دوربین های سه بعدی و اسکنرهای بارکد، بهبود دقت تشخیص و سرعت پاسخ.
هشتمLMH32401IRGTRخلاصه
TI LMH32401IRGTR یک تقویت کننده ترانسامپدانس گین قابل برنامه ریزی است که به طور خاص برای سناریوهای تشخیص اپتوالکترونیک با سرعت بالا طراحی شده است. نقاط قوت اصلی آن در سرعت بالا، نویز کم،ادغام بالا، و انعطاف پذیری بالا. ✓ این پشتیبانی از برنامه قابل تغییر گیت بین 2kΩ و 20kΩ، تبدیل ورودی های تک پایان به خروجی های فرعی،و شامل ماژول های عملی مانند لغو نور محیط است، محافظت از قفل کردن و کنترل کم مصرف. آن را به دست می آورد عملکرد پایدار بدون مدار پیچیده محیطی. با حداکثر پهنای باند 450MHz، حداقل سر و صدا ورودی مرجع 49nARMS،و سریعترین سرعت سوئیچ 0.8ns ، کاملا مناسب برای برنامه های کاربردی متوسط تا بالا مانند لیدار ، لیزر ، ارتباطات نوری با سرعت بالا و تشخیص فوتو الکتریکی صنعتی است. تعادل هزینه و مزایای اندازه ،این به عنوان راه حل تقویت کننده جلو مورد علاقه برای سیستم های دریافت مدرن اپتوالکترونیک است..
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
Persian
