JAJSRD1B August   2014  – February 2024 THS4541

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 概要
  5. 4 デバイス比較表
  6. 5 ピン構成および機能
  7. 6 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD 定格
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱に関する情報
    5. 6.5 電気的特性：(Vs+) – Vs– = 5V
    6. 6.6 電気的特性：(Vs+) – Vs– = 3 V
    7. 6.7 代表的特性 (5V 単一電源)
    8. 6.8 代表的特性：3V 単一電源
    9. 6.9 代表的特性：電源電圧範囲：3V～5V
  8. 7 パラメータ測定情報
    1. 7.1 特性評価回路の例
    2. 7.2 周波数応答の形状係数
    3. 7.3 I/O ヘッドルームに関する検討事項
    4. 7.4 出力 DC 誤差およびドリフトの計算値と、抵抗の不均衡の影響
    5. 7.5 ノイズ解析
    6. 7.6 高調波歪みに影響を与える要因
    7. 7.7 容量性負荷の駆動
    8. 7.8 熱解析
  9. 8 詳細説明
    1. 8.1 概要
      1. 8.1.1 用語とアプリケーションの前提条件
    2. 8.2 機能ブロック図
    3. 8.3 機能説明
      1. 8.3.1 差動 I/O
      2. 8.3.2 パワーダウン制御ピン (PD)
        1. 8.3.2.1 電源シャットダウン動作時の特長
      3. 8.3.3 入力オーバードライブ動作
    4. 8.4 デバイスの機能モード
      1. 8.4.1 シングルエンド ソースから差動出力への動作
        1. 8.4.1.1 シングルエンド入力から差動出力への変換における AC 結合信号パスの検討事項
        2. 8.4.1.2 シングルエンドから差動への変換における DC 結合入力信号パスの検討事項
        3. 8.4.1.3 FDA のシングルエンドから差動構成への変換を行うための抵抗設計式
        4. 8.4.1.4 シングルエンドから差動 FDA 構成における入力インピーダンス
      2. 8.4.2 差動入力から差動出力への動作
        1. 8.4.2.1 AC 結合された差動入力から差動出力への設計の問題
        2. 8.4.2.2 DC 結合された差動入力から差動出力への設計の問題
  10. 9 アプリケーションと実装
    1. 9.1 アプリケーション情報
    2. 9.2 代表的なアプリケーション
      1. 9.2.1 Designing Attenuators
        1. 9.2.1.1 設計要件
        2. 9.2.1.2 詳細な設計手順
        3. 9.2.1.3 アプリケーション曲線
      2. 9.2.2 高性能 ADC とのインターフェイス
        1. 9.2.2.1 設計要件
        2. 9.2.2.2 詳細な設計手順
        3. 9.2.2.3 アプリケーション曲線
    3. 9.3 電源に関する推奨事項
    4. 9.4 レイアウト
      1. 9.4.1 レイアウトのガイドライン
      2. 9.4.2 レイアウト例
  11. 10デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 10.1 デバイスのサポート
      1. 10.1.1 開発サポート
        1. 10.1.1.1 TINA シミュレーション・モデルの機能
    2. 10.2 ドキュメントのサポート
      1. 10.2.1 関連資料
    3. 10.3 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    4. 10.4 サポート・リソース
    5. 10.5 商標
    6. 10.6 静電気放電に関する注意事項
    7. 10.7 用語集
  12. 11改訂履歴
  13. 12メカニカル、パッケージ、および注文情報

パッケージ・オプション

メカニカル・データ（パッケージ｜ピン）
サーマルパッド・メカニカル・データ
発注情報

7.1 特性評価回路の例

THS4541 は、高精度オペアンプのトリムされた入力オフセット電圧を備えた完全差動アンプ (FDA) 設計の利点を提供します。FDA は非常にフレキシビリティの高いデバイスであり、設定可能な出力コモン モード レベルの中心に純粋な差動出力信号を供給することができます。主な選択肢として、シングルエンドまたは差動入力、 AC 結合または DC 結合の信号パス、ゲイン目標値、および抵抗値などを選択できます。図 6-1～図 6-36 に、より厳しいアプリケーション要件として、シングルエンドから差動への設計に重点を置いた特性を示します。差動信号源は確実にサポートされるため、多くの場合、実装と分析が容易です。

ほとんどの実験機器はシングルエンドであるため、特性回路は、通常、シングルエンドでマッチングのとれた 50Ω 入力終端で動作し、FDA 出力ピンで差動出力となります。その後、テストと周波数範囲に応じて、さまざまなバラン (またはトランス) を介して出力をシングルエンドに戻します。DC 結合、ステップ応答テストでは、トレース演算付きの 50Ω スコープ入力を 2 つ使用します。図 7-1 に、シングルエンドから差動への AC 結合特性評価グラフの出発点となる回路を示します。

GUID-6FA96D39-B960-4391-9A48-8FD2F75BE300-low.gif 図 7-1 AC 結合されたシングルエンド ソースから 2V/V の差動ゲインへのテスト回路

図 7-1 は、402Ω での Rf (Rf1 = Rf2) の値が決定される一般的な特性プロットを示しています。この素子の値はアプリケーションでは完全にフレキシブルですが、402Ω はこの値に関連する寄生的な問題に十分に妥協することができます。具体的には次のような点があります。

  • 出力負荷を追加。FDA は、出力全体に追加した負荷として両方の帰還抵抗を備えた反転オペアンプ設計のように動作します。図 7-1 に、合計差動負荷の概算値が 500Ω || 804Ω = 308Ω であることを示します。
  • 抵抗値に起因するノイズの寄与。これらの抵抗は、4kTR 項、および入力電流ノイズへのゲイン供給の両方に寄与します (セクション 7.5 を参照)。
  • 入力加算ノードの寄生帰還極。この極は帰還 R の値と
    の 0.85pF の差動入力容量 (任意の基板レイアウトの寄生値と同じ) により形成されているため、ほとんどの状況ではノイズ ゲインがゼロになり、位相マージンが減少します。この影響は、最適な周波数応答平坦度、またはステップ応答オーバーシュートを実現するために管理する必要があります。選択された 402Ω の値は、より低い値において位相マージンがわずかに低下しますが、出力ピン全体の公称値 500Ω から負荷が大幅に減少することはありません。

図 7-1 に、周波数ドメイン特性曲線の出発点となる回路を示します。そこからさまざまな素子を変更して、次に示す種々の設計目標への影響を調べます。

  • ゲイン設定は、Rt および 2 つの Rg 素子を調整することによって変更されます (50Ω の入力マッチングを維持したまま) 。
  • 抵抗性負荷と容量性負荷の両方を含む出力負荷でテストしています。
  • 電源設定。多くの場合、単一電源 +5V のテストでは ±2.5V 電源を使用し、+3V のテストでは ±1.5V 電源を使用します。
  • アクティブ チャネル テストでは、ディセーブル制御ピンを Vs+ に接続します。

ほとんどのネットワーク アナライザおよびスペクトラム アナライザはシングルエンド入力であるため、THS4541 の特性テストの出力回路では、通常、対象となる負荷としては、バランを介してシングルエンド 50Ω 負荷に接続されています。これはバラン出力からの 50Ω のソースが、バランに戻る状況を示しています。たとえば、図 7-2 に、図 7-1 で使用される広帯域 MA/Com バランを示します。この回路では THS4541 に 500Ω の差動負荷が示されていますが、ネットワーク アナライザには AC 結合された 50Ω のソースが供給されます。通常、歪みテストでは、図 7-2 のようなより広い帯域のインターフェイスから 90° 回転した低周波数の DC 絶縁バラン (TT1–6T など) を使用します。

GUID-DD6E0E0D-3A4D-44F9-8A51-AA6BE9AE952F-low.gif 図 7-2 500Ω 負荷から、シングルエンド、二重終端、AC 結合、50Ω へのインターフェイスの例

このアプローチにより、大きい差動負荷が可能になりますが、広帯域 50Ω の出力マッチングは、信号路の挿入によって相当な損失が発生します。この損失は特性評価では許容可能であり、特性化曲線を示す際には正規化されます。

図 7-3 に、時間ドメインまたは DC 結合テストの開始点として使用する回路を示します。ここでは、図 6-25 および 図 6-27 で使用される 5V/V のゲイン設定を示しています。

GUID-5D1F2902-5990-4D28-A9C1-2C7C1690AF00-low.gif 図 7-3 DC 結合、シングルエンドから差動、ゲイン 5V/V に設定した基本的なテスト回路

ここでは、入力は DC 結合で、ソースに 50Ω の入力マッチングがあり、差動出力に 5V/V のゲインが設定されており、ここでも公称値 500Ω の負荷を駆動しています。単一電源を使用すると、Vocm の制御入力をフローティング (デフォルトは中間電位)、または、Vocm ループの許容範囲内で駆動することができます (Vocm のヘッドルームの制限については、電気的特性の表を参照)。この回路をステップ応答の測定に使用するには、2 つの出力をそれぞれ 250Ω 回路の負荷に接続し、50Ω のソース インピーダンスに変換して 2 つの 50Ω スコープ入力に接続します。次に、スコープ入力の差分によって、図 6-9 および 図 6-27 のステップ応答を生成します。図 7-4 に、出力インターフェイス回路を示します。この接地されたインターフェイスにより、単一電源動作では、出力 Vocm の電圧から DC 負荷電流が流れ込みます。平衡型のバイポーラ電源でこのテストを実行すると、この DC 負荷電流がなくなり、同様の波形が得られます。

GUID-79FB8CED-0930-45E8-9701-4ACD34F108E1-low.gif 図 7-4 500Ω 負荷から、差動、二重終端、DC 結合された 50Ω スコープへのインターフェイスの例