広く使用されているすべてのデバイスと同様に、このタイプのデバイス固有の一般的な用語がたくさん使用されています。主な用語は次のとおりです。
- 完全差動アンプ (FDA) - このドキュメントでは、この用語は、入力抵抗 (高インピーダンス入力ではない) を必要とし、出力平均電圧 (Vocm) をデフォルトまたは設定ポイントに設定する 2 番目の内部制御ループを含む差動反転オペアンプの設計素子に類似の機能を提供するデバイスに限定されます。この 2 番目のループは、一部の構成では差動ループと互いに影響し合います。
- 2 つの出力ピンの目的の出力信号は、同相モード電圧 (2 つの出力の平均電圧) 近くで対称的に変化する差動信号です。
- シングルエンドからの差動構成 - FDA では常に、出力を差動的に使用します。ただし、ソース信号はシングルエンド ソースと差動のどちらにもすることができ、どちらの場合も実装の詳細はさまざまです。FDA の動作がシングルエンドから差動への場合、2 つの入力抵抗のうち一方のみが、ソース信号を受け取り、もう一方の入力抵抗は DC 基準電圧 (多くの場合はグランド) に接続するか、コンデンサを介してグランドへ接続します。
単純化するために、THS4541 のアプリケーションのいくつかの機能は明示的には記述されていませんが、正しい動作に必要です。主な要件は次のとおりです。
- 適切な電源デカップリングが必要です。電源ピンから高周波 0.1μF のデカップリング コンデンサまでの距離を最小にします (0.1 インチ未満)。多くの場合、デバイスの電源ピンに 0.1µF の高周波電源デカップリング コンデンサとともに、より大きなコンデンサ (2.2µF が一般的) を使用します (このコンデンサを RGT パッケージの 4 本の電源ピンで共有)。単一電源動作の場合は、正の電源のみにこれらのコンデンサを使用します。分割電源を使用する場合は、各電源とグランド間にこれらのコンデンサを使用します。必要に応じて、より大きいコンデンサをデバイスから多少遠く離して配置し、PCB の同じ領域にある複数のデバイス間でこれらのコンデンサを共有します。THS4541 のそれぞれには、近くのグランド プレーンに個別の 0.1µF コンデンサを取り付けます。多くの場合、ローカルの高周波デカップリング コンデンサに対しては、カスケード接続または複数の並列チャネルの使用が、より大きいコンデンサのフェライト ビーズを含めて効果的です。
- 電源ピンから高周波 0.1μF のデカップリング コンデンサまでの距離を最小にします (0.1 インチ未満)。デバイスのピンの配置では、グランドおよび電源プレーンのレイアウトを信号 I/O ピンの近くに配置しないでください。ピンとデカップリング コンデンサ間のインダクタンスを最小にするため、電源パターンおよびグランド パターンは狭くならないようにします。電源接続 (ピン 4 とピン 7) は、必ずこれらのコンデンサによってデカップリングする必要があります。2 つの電源間 (バイポーラ動作の場合) にオプションの電源デカップリング コンデンサを使用すると、2 次高調波歪性能が向上します。メイン電源ピンに対して、低い周波数で効果のある、より大きな (2.2μF～6.8 μF) デカップリング・コンデンサを使用します。これらのコンデンサは、デバイスから多少遠く離して配置します。これらのコンデンサは、 PCB の同じ領域にある複数のデバイス間で共有できます。
- 必ずしも記載されているとは限りませんが、イネーブルされたチャネルのみが必要な場合は、パワー ディセーブル ピンを正電源に接続してください。
- ほとんどすべての AC 特性評価機器は、50Ω ソースから 50Ω 終端、およびデバイス出力から 50Ω センシング終端へ 50Ω シングルエンドのソース インピーダンスを求めています。この終端は、すべての評価 (多くの場合は挿入損失) で実現されていますが、ほとんどのアプリケーションで必須ではありません。マッチング インピーダンスは、長距離伝送の際に最も多く必要となります。ソースからの ADC 入力の THS4541 を介した狭いレイアウトでは、正しい動作を行うためにソースに定められた終端インピーダンスが必要な場合 (SAW フィルタ ソースなど) を例外として、双方向終端のラインやフィルタ設計は必要ありません。
- 単一電源または分割電源での動作では、このアンプの信号路はフレキシブルです。ほとんどの用途は単一電源であることが想定されていますが、TH4541 全体の供給電圧が 5.5V 未満で、各電源に必要な入力、出力、同相モード ピンのヘッドルームが守られている限り、任意の分割電源設計を使用できます。Vocm ピンは、オープンのままにした場合、デフォルトで使用する分割電源の組み合わせおよび単一電源の中間電圧付近になります。ディスエーブル ピンは、負レールを基準にします。負電源を使用する場合、アンプを無効化するには、ディスエーブル ピンをプルダウンして負電源の 0.7V 以内にする必要があります。
- 外部素子の値は通常、正確でマッチングされていると仮定されます。FDA では、帰還抵抗の値をマッチングし、さらに加算結合部から一方のソース、およびもう一方のリファレンスまたはグランドへの (DC および AC) インピーダンスをマッチングします。これらの値がアンバランスになると、信号路が理想的ではなくなります。信号路について、両側で抵抗比が平衡になっていないと、同相モードの差動変換が行われます。また、Rf 値と帰還比率がミスマッチの場合、いずれかの同相モード DC、AC 信号、またはノイズの項から、差動出力エラーの項がいくつか追加されます。標準的な 1% の抵抗値に対しての概算は標準的なアプローチであり、一般的には帰還比の一定のミスマッチにつながります。抵抗または比率のミスマッチそれ自体では、高調波歪みを低下させません。大きな CM ノイズまたは歪みが入力されると、これらの誤差が素子または比率のミスマッチにより差動誤差に変換されます。