Apa pentingnya resistor dalam rangkaian op-amp RF ini?

8

Dari aplikasi TI, perhatikan amplifier RF dan IF dengan op amp :

skema: penguat RF wideband

Sumber itu mengatakan, "Kapasitor 39-pF memberikan puncak untuk mengimbangi beberapa roll-off frekuensi tinggi, tetapi kinerja IP3 yang lebih baik dapat dicapai dengan melepasnya dan hidup dengan roll-off." Mari kita anggap itu tinggalkan saja.

Fungsi apa yang dilayani oleh resistor antara dua tahap op-amp? Pilihan membuat saya berpikir tentang saluran transmisi, tetapi amplifier ini memiliki bandwidth yang dapat digunakan hingga sekitar 300 MHz, jadi panjang gelombangnya ada di urutan 1 meter, jauh lebih besar daripada jarak antar tahap (ini adalah dual- paket op-amp), sehingga setiap refleksi di sini akan cukup cepat untuk diabaikan.50Ω

Selain itu, input dan output masing-masing diakhiri dengan resistor. Ini masuk akal untuk menganggap kabel yang terpasang cukup panjang untuk dianggap sebagai saluran transmisi, dan resistor ini memberikan penghentian untuk saluran itu. Tapi, mengapa berhenti di kedua ujungnya? Dengan asumsi sirkuit lain melakukan hal yang sama, (mengakhiri input dan output), tidakkah ini berfungsi untuk memotong tegangan menjadi setengah? Ini tampaknya agak kontraproduktif untuk penguat; apa untungnya50Ω

operational-amplifier amplifier rf termination Phil Frost
sumber
Saya pikir ini untuk meminimalkan / menghentikan refleksi. Setiap diskontinuitas dari impedansi karakteristik, akan menyebabkan pantulan yang akan mendistorsi sinyal Anda tergantung pada seberapa buruk pantulannya. Dengan menambahkan kedua ujungnya, Anda memiliki impedansi konstan 50ohm (karena impedansi karakteristik di tengah adalah 50) di setiap titik dan karenanya tidak ada pantulan. Itulah dugaan saya di sini, karena sepertinya masuk akal bagi saya. Ini juga mengapa ini adalah komentar dan bukan jawaban. Saya akan menunggu anak laki-laki besar untuk muncul lol
efox29
2
Menurut dokumen yang ditautkan, "Isolasi dicapai dengan menggunakan penghentian penghentian antar jalan." Tapi persis apa yang mereka isolasi dari apa yang tidak segera jelas bagi saya.
The Photon
1
Saya telah menemukan Catatan Aplikasi ini sebelumnya. Jika saya tidak salah, figur noise (12dB per stage) juga kontraproduktif untuk aplikasi semacam ini, yang membuat saya mempertanyakan tema utama dokumen.
mng

Jawaban:

1

Saya pikir Anda membingungkan saluran udara dan transmisi ketika Anda menyebutkan panjang gelombang dalam urutan 1 meter - persamaan saluran transmisi pada dasarnya tidak tergantung pada frekuensi (dan karenanya panjang gelombang).

Anda benar untuk berpikir dalam hal saluran transmisi. Hal lain yang perlu disadari adalah bahwa op amp ini adalah amp umpan balik arus (dan bukan amp amp umpan balik tegangan 'normal').

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

The 49.9 ohm mengakhiri output op amp pertama menetapkan impedansi outputnya menjadi 50 ohm (nominal). Resistor 49,9 ohm kedua menghentikan apa yang berlaku sebagai saluran transmisi 50 ohm yang tidak resonan dan menghasilkan sirkuit yang disetel secara datar . Hasil dari penghentian ini adalah untuk mengurangi perolehan tahap pertama hingga setengahnya yang terlihat agak aneh tetapi perlu untuk mempertahankan penyetelan datar panggung.

masukkan deskripsi gambar di sini

Kembali ke kapasitor 39pf. Ini meningkatkan sinyal di ujung frekuensi tinggi dan mengkompensasi roll-off gain, tetapi akan salah mencocokkan penghentian yang mengarah ke beberapa refleksi pada frekuensi tinggi.

Sirkuit ini dirancang untuk dimasukkan langsung ke sistem saluran transmisi sistem 50 ohm.

JIm Dearden
sumber
1
Komentar Phil tentang panjang gelombang nampaknya sangat cocok untukku. Penulis artikel tertaut menunjukkan rangkaian yang sama untuk amplifier IF 10.7MHz untuk penerima siaran FM. Gagasan bahwa koneksi antara dua opamps dalam paket yang sama harus diperlakukan sebagai saluran transmisi di 10.7MHz agak dibuat-buat - dan mengapa 50Ω pula?
MikeJ-UK
@ MikeJ-UK Panjang gelombang tidak penting dalam desain ini karena lebar pita op amp membatasi frekuensi yang dapat digunakan atas yang menghasilkan saluran transmisi pendek dan tidak resonansi (terminasi beban dominan). Resonansi pertama terjadi pada panjang gelombang seperempat. Perancang sirkuit asli telah memutuskan pada titik tertentu untuk menjaga semuanya pada 50 ohm - mungkin untuk membantu pengujian sirkuit. Terlepas dari desain PCB menggunakan 50 ohm strip, tidak ada alasan mengapa nilai-nilai lain tidak bisa digunakan. Rangkaian 10.7MHz menunjukkan ini dengan menggunakan resistor 332 ohm untuk mencocokkan impedansi dari filter SAW.
JIm Dearden
2
Maksud saya adalah jika jarak antara pin 1 dan 5 tidak cukup besar untuk menjamin pertimbangan sebagai saluran transmisi.
MikeJ-UK
@ MikeJ-UK Saya mengerti maksud Anda, tetapi saya hanya menanggapi pertanyaan itu. Saya setuju dengan Anda bahwa perancang sirkuit asli tidak memperlakukan dua op amp sebagai pada chip yang sama dan hanya mengambil desain catatan aplikasi 'off the shelf' untuk amp '50 ohm 'dan menyatukannya. Saya menduga itu untuk tujuan pengujian. Itu berhasil sehingga mereka senang. Bukan tugas saya untuk mengoptimalkan desain. Akan menarik untuk melihat efek dari melepas semua resistor secara bersamaan.
JIm Dearden
1
Ini datar karena impedansi saluran transmisi dihitung sebagai hambatan ohmik murni. [Z = (L / C) ^ 0,5] Tidak ada rumus (dalam perkiraan pertama) yang bergantung pada frekuensi. Pada frekuensi yang lebih tinggi, induktansi parasit kecil dan kapasitansi dalam rangkaian dan kerugian dielektrik dalam saluran mulai mendominasi dan keuntungan jatuh. Mengenai mengapa perlu terminasi, lihat allaboutcircuits.com/vol_2/chpt_14/5.html Dalam saluran transmisi pendek, resistensi terminasi mendominasi.
JIm Dearden
1

Dugaan saya adalah bahwa rangkaian tidak menganggap bahwa op-amp berada dalam paket yang sama (terlepas dari angka-pin) dan tidak menganggap bahwa jejak PCB adalah 50Ω. The lembar data mengatakan: -

Lingkungan 50-not tidak diperlukan di atas kapal, dan pada kenyataannya, lingkungan impedansi yang lebih tinggi meningkatkan distorsi seperti yang ditunjukkan dalam distorsi versus plot beban. Dengan impedansi jejak papan karakteristik yang didasarkan pada bahan papan dan dimensi jejak, resistor seri pencocokan ke jejak dari output THS320x digunakan serta resistor shunt terminating pada input perangkat tujuan.

MikeJ-UK
sumber
Saya masih bertanya-tanya mengapa resistor diperlukan di kedua ujungnya. Menurut pemahaman saya, hanya perlu di kedua ujung (dan keduanya akan melakukan) untuk menghilangkan refleksi dan gelombang berdiri, jadi mengapa keduanya?
Phil Frost