Ist dies ein gutes Design und Layout einer aktiven Differentialsonde?

Diese Frage ist eine Erweiterung der Zielfernrohrsonde Homebrew Differential . Ich dachte, ich sollte das eine neue Frage machen.

Ich muss ein LVDS-Signal mit 100 MBit / s messen, um die Integrität zu überprüfen. Ich werde versuchen, ein Oszilloskop mit einer Bandbreite von 600 MHz zu bekommen, aber ich brauche eine Differenzsonde und kann mir keine echte leisten. Deshalb habe ich eine Lösung mit dem 1,8- GHz- Stromrückkopplungsverstärker THS3201DBVT entwickelt.

Dies ist mein erstes Design mit einem aktuellen Rückkopplungsverstärker und mein erstes Design mit hoher Bandbreite. Für Rückmeldungen (Wortspiel, sorry) wäre ich sehr dankbar.

Hinzugefügt: Vielen Dank an The Photon für den Vorschlag, die Grundplatte unter den Eingangsstiften der OpAmps zu entfernen. Hier ist die Ebene direkt unter der obersten Ebene mit den neuen Ausschnitten. Dasselbe wurde auch für die anderen Schichten getan.

Eine klassische Layoutregel für Hochgeschwindigkeits-Operationsverstärker besteht darin, die Stromversorgungs- und Masseebenen unter den Netzen zu entfernen, die mit den Eingangspins verbunden sind. Sie finden dies als ersten Aufzählungspunkt im Abschnitt zum PCB-Layout des Datenblattes für Ihren Operationsverstärker.

Das heißt, entfernen Sie im Grunde genommen alles Kupfer von den ebenen Schichten unter jeglichem Kupfer, das an die Stifte 3 oder 4 Ihrer Verstärker angeschlossen ist.

In der Praxis bedeutet dies wahrscheinlich auch, dass R1 und R2 näher an die Eingangsstifte herangeführt werden, um die Größe des Hohlraums zu minimieren, den Sie in den ebenen Ebenen schneiden.

Dies hat mehrere Vorteile:

1. Reduzieren Sie die Eingangskapazität Ihrer Schaltung.

2. Minimieren Sie Welligkeiten an den Strom- und Erdungsnetzen, die in die Eingänge Ihrer Schaltung eingekoppelt werden.

3. Verbessern Sie die Stabilität Ihrer Schaltung, da einige dieser Strom- / Erdungsschwankungen durch die unterschiedliche Stromaufnahme der Ausgangsstufe des Verstärkers verursacht werden können, was zu unerwünschter Rückkopplung führt.

Ein weiteres Problem betrifft Ihre Entkopplungskondensatoren. Wenn Sie mehrere Entkopplungskondensatoren verwenden und deren Werte um mehr als 1 Dekade voneinander abweichen (Sie haben einen Faktor von 1000 zwischen 100 pF und 100 nF), kann dies zu einer Antiresonanz bei einer bestimmten Frequenz zwischen den Resonanzfrequenzen der beiden Kondensatoren führen . Dies führt zu einer außergewöhnlich hohen Stromversorgungsimpedanz bei der Antiresonanzfrequenz. Dies wurde in letzter Zeit mehrmals vage diskutiert und auch in einem Murata- Anwendungshandbuch dokumentiert . Ich würde empfehlen, Ihren kleineren Entkopplungskondensator auf 10 nF zu ändern.

Sie haben keine Massenentkopplung für den Boden. Verbinden Sie die Mitte von CP1 und CP2 mit Masse.

Ihr Eingangssignal liegt zwischen 0 und + 3,3V. Zumindest in diesem Fall ist die -6 V-Schiene also nicht erforderlich. Dies würde es jedoch zu einer allgemeineren Sonde machen.

Ein Vorwiderstand (50 Ohm) ist eine gute Idee. Das Oszilloskop sollte auch auf 50 Ohm eingestellt sein. Der resultierende Scope Trace hat den Wert 1/2, die Terminierung ist jedoch für Hochgeschwindigkeitssignale von entscheidender Bedeutung.

Ich würde auch eine kleine Kappe (10-47 pF) über jedem der Rückkopplungswiderstände empfehlen, um die Stabilität zu verbessern. Dies wirkt sich auf den Frequenzgang aus. Überprüfen Sie daher, was Sie messen möchten. Verwenden Sie Tina-TI, um die Reaktion zu simulieren.

Benötigt das wirklich 4 Schichten?

Es sieht für mich so aus, als ob das einzige, was +/- 6V verwendet, die Operationsverstärker sind.

Möglicherweise können Sie durch die Verwendung einer 2-Lagen-Platine die Kosten erheblich senken, dies kann jedoch die Signalintegrität beeinträchtigen (wodurch der Zweck des Designs zunichte gemacht wird).

Ich hoffe, in diesem Punkt mischt sich jemand ein ...