特征

●低功率：50mW/Chan。

●單位增益穩(wěn)定帶寬：360MHz

●快速沉降時(shí)間：20ns至0.01%

●低諧波：5MHz時(shí)為-77dBc

●差分增益/相位誤差：0.01%/0.025°

●高輸出電流：85mA

應(yīng)用

●高分辨率視頻

●基帶放大器

●CCD成像放大器

●超聲信號(hào)處理

●ADC/DAC增益放大器

●有源濾波器

●高速積分器

●差分放大器

說(shuō)明

OPA2650是一款雙路、低功耗、寬帶電壓反饋運(yùn)算放大器。它具有360MHz的高帶寬以及僅20ns的12位穩(wěn)定時(shí)間。低失真允許它在通信應(yīng)用中使用，而寬頻帶和真正的差分輸入級(jí)使其適用于各種有源濾波器應(yīng)用。它的低失真為電信、醫(yī)療成像和視頻應(yīng)用提供了卓越的性能。

OPA2650內(nèi)部補(bǔ)償了統(tǒng)一增益穩(wěn)定性。由于其“經(jīng)典”運(yùn)算放大器電路結(jié)構(gòu)，該放大器具有完全對(duì)稱(chēng)的差分輸入。它不尋常的速度、精度和低功耗的結(jié)合，使其成為許多便攜式、多通道和其他高速應(yīng)用的突出選擇，在這些應(yīng)用中，功率是很高的。

OPA2650還提供單（OPA650）和四（OPA650）配置。

注：圖中只顯示了OPA2650的一半。

典型性能曲線(xiàn)

除非另有說(shuō)明，否則TA=+25°C，VS=±5V，RL=100Ω，RFB=402Ω。當(dāng)增益為+1時(shí)，RFB=25Ω。

應(yīng)用程序信息

性能討論

OPA2650是一種雙低功耗、寬帶電壓反饋運(yùn)算放大器。每個(gè)通道都進(jìn)行了內(nèi)部補(bǔ)償，以提供單位增益穩(wěn)定性。OPA2650的電壓反饋結(jié)構(gòu)具有真正的差分和完全對(duì)稱(chēng)的輸入。這使偏移誤差最小化，使OPA2650非常適合實(shí)現(xiàn)濾波器和儀器設(shè)計(jì)。作為一個(gè)雙運(yùn)算放大器，OPA2650是一個(gè)理想的選擇，在需要多個(gè)通道的設(shè)計(jì)，減少板空間，功耗和成本是關(guān)鍵。它的交流性能經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可提供160MHz的增益帶寬積和11ns的快速0.1%的穩(wěn)定時(shí)間，這是高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用中的一個(gè)重要考慮因素。由于其優(yōu)良的沉降特性，±1mV的低直流輸入偏移和±3μV/°C的漂移支持高精度要求。在需要更高轉(zhuǎn)換率和更寬帶寬的應(yīng)用中，例如視頻和高比特率數(shù)字通信，考慮雙電流反饋OPA2658。

電路布局和基本操作

要獲得最佳的性能與高頻放大器，如OPA2650需要仔細(xì)注意布局寄生和外部元件的選擇。PC板布局和元件選擇的建議包括：

a）、寄生電容最小化所有信號(hào)輸入/輸出引腳的任何交流接地。輸出端和反向輸入端上的寄生電容會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定；在非換向輸入端，寄生電容會(huì)與源端阻抗發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致無(wú)意中的帶寬限制。為了減少不必要的電容，信號(hào)輸入/輸出引腳周?chē)拇翱趹?yīng)該在所有地面和電源平面上打開(kāi)。否則，地面和動(dòng)力飛機(jī)應(yīng)該在其他地方保持完整。

b）、縮短距離（<0.25”）從兩個(gè)電源引腳到高頻0.1μF去耦電容器。在管腳處，接地和電源平面布置不應(yīng)靠近信號(hào)輸入/輸出管腳。避免狹窄的電源和接地痕跡，以盡量減少引腳和去耦電容器之間的電感。還應(yīng)使用較大的（2.2μF至6.8μF）去耦電容器，在較低頻率下有效。這些可以放置在離設(shè)備稍遠(yuǎn)的地方，并且可以在PC板的相同區(qū)域中的多個(gè)設(shè)備之間共享。

c）、仔細(xì)選擇和放置外部組件將保持OPA2650的高頻性能. 電阻器應(yīng)為非常低的電抗類(lèi)型。表面貼裝電阻工作最好，并允許更緊湊的整體布局。金屬薄膜或碳成分軸向引線(xiàn)電阻器也能提供良好的高頻性能。同樣，讓他們的線(xiàn)索盡可能短。切勿在高頻應(yīng)用中使用線(xiàn)繞式電阻器。

由于輸出引腳和逆變輸入引腳對(duì)寄生電容最為敏感，因此始終將反饋和串聯(lián)輸出電阻器（如有）盡可能靠近封裝引腳。其他網(wǎng)絡(luò)元件，如非轉(zhuǎn)換輸入端接電阻器，也應(yīng)放在靠近封裝的地方。

即使低寄生電容分流電阻器，過(guò)高的電阻值也會(huì)產(chǎn)生顯著的時(shí)間常數(shù)并降低性能。好的金屬膜或表面貼裝電阻器與電阻器并聯(lián)時(shí)大約有0.2pF。對(duì)于電阻值>1.5kΩ，這會(huì)在500MHz以下增加一個(gè)極和/或零，這可能會(huì)影響電路的運(yùn)行。保持電阻值盡可能低，以符合輸出負(fù)載的考慮。用于典型性能圖的402Ω反饋是一個(gè)很好的設(shè)計(jì)起點(diǎn)。注意，對(duì)于單位增益跟隨器，建議使用25Ω反饋電阻，而不是直接短路。這有效地降低了在逆變輸入端寄生電感（反饋線(xiàn)）的Q值。

d）、與其他寬帶設(shè)備的連接板上可采用短的直接跡線(xiàn)或通過(guò)板上傳輸線(xiàn)。對(duì)于短連接，將跟蹤和到下一個(gè)設(shè)備的輸入視為集中電容負(fù)載。應(yīng)使用相對(duì)較寬的跡線(xiàn)（50至100密耳），最好在其周?chē)蜷_(kāi)地面和動(dòng)力飛機(jī)。估計(jì)總電容性負(fù)載，并根據(jù)推薦的RISO與電容性負(fù)載的曲線(xiàn)設(shè)置RISO。低寄生負(fù)載可能不需要RISO，因?yàn)镺PA2650名義上是補(bǔ)償?shù)?，可以?pF寄生負(fù)載下工作。

如果需要較長(zhǎng)的記錄道，并且雙端傳輸線(xiàn)固有的6dB信號(hào)損耗是可接受的，則使用微帶線(xiàn)或帶狀線(xiàn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)匹配阻抗傳輸線(xiàn)（請(qǐng)參閱ECL微帶和帶狀線(xiàn)布局技術(shù)設(shè)計(jì)手冊(cè)）。板上不需要50Ω的環(huán)境，事實(shí)上，更高的阻抗環(huán)境將改善失真，如失真與負(fù)載曲線(xiàn)圖所示。根據(jù)電路板材料和所需的跡線(xiàn)尺寸定義特性阻抗，在放大器的輸出端使用匹配的串聯(lián)電阻器，并在目標(biāo)器件的輸入端使用端接并聯(lián)電阻器。還要記住，終端阻抗將是并聯(lián)電阻和目標(biāo)設(shè)備輸入阻抗的并聯(lián)組合；總有效阻抗應(yīng)與跟蹤阻抗匹配。多個(gè)目的地設(shè)備最好作為單獨(dú)的傳輸線(xiàn)來(lái)處理，每一個(gè)都有自己的串聯(lián)和并聯(lián)終端。

如果雙端接線(xiàn)路的6dB衰減損耗不可接受，則長(zhǎng)記錄道只能在源端串聯(lián)終止。這將有助于將線(xiàn)路電容與運(yùn)放輸出隔離，但不會(huì)保持信號(hào)完整性以及雙端接線(xiàn)路。如果目的端的并聯(lián)阻抗是有限的，則串、并聯(lián)阻抗形成的分壓器會(huì)產(chǎn)生一定的信號(hào)衰減。

e）、對(duì)于OPA2650等高速零件，不建議使用插座。額外的引線(xiàn)長(zhǎng)度和由插座引入的管腳間電容產(chǎn)生了一個(gè)非常麻煩的寄生網(wǎng)絡(luò)，幾乎不可能實(shí)現(xiàn)平滑、穩(wěn)定的響應(yīng)。將零件焊接到電路板上可獲得最佳效果。如果需要DIP封裝的插座，高頻埋入式插銷(xiāo)（如McKenzie Technology#710C）可以產(chǎn)生良好的效果。

電源電壓

OPA2650通常規(guī)定使用±5V電源運(yùn)行。電源的10%公差，或負(fù)極電源的ECL–5.2V，在11V的最大規(guī)定總電源電壓范圍內(nèi)。較高的電源電壓可能會(huì)破壞內(nèi)部連接，可能導(dǎo)致災(zāi)難性故障。只要遵守共模電壓限制，單電源操作是可能的。共模輸入和輸出電壓規(guī)格可以解釋為所需的電源電壓余量。遵守此輸入和輸出凈空要求將允許非標(biāo)準(zhǔn)或單電源操作。圖1顯示了一種單一供應(yīng)操作的方法。

偏移電壓調(diào)整

如果需要額外的偏移量調(diào)整，可以使用圖2中的電路，而不會(huì)降低偏移量隨溫度的變化。盡可能避免外部調(diào)整，因?yàn)橥獠吭肼暎珉娫丛肼?，可能?huì)無(wú)意中耦合到放大器的反向輸入端。記住，額外的偏移誤差可以由放大器的輸入偏置電流產(chǎn)生。盡可能匹配兩個(gè)輸入的阻抗，如R3所示。這將降低由放大器的輸入偏移電流引起的輸出偏移電壓。

ESD保護(hù)

對(duì)于MOSFET器件，ESD損傷已經(jīng)得到了很好的認(rèn)識(shí)，但是任何半導(dǎo)體器件都容易受到這種潛在的破壞源的影響。對(duì)于非常高速、精細(xì)的幾何過(guò)程來(lái)說(shuō)尤其如此。

ESD損壞可導(dǎo)致放大器輸入特性的細(xì)微變化，而不必?fù)p壞設(shè)備。在精密運(yùn)算放大器中，這可能會(huì)導(dǎo)致偏移電壓和漂移的顯著降低。因此，在處理OPA2650時(shí)，強(qiáng)烈建議采取ESD處理預(yù)防措施。

輸出驅(qū)動(dòng)能力

OPA2650經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可驅(qū)動(dòng)75Ω和100Ω電阻負(fù)載。該裝置可驅(qū)動(dòng)2Vp-p進(jìn)入75Ω負(fù)載。這種高輸出驅(qū)動(dòng)能力使OPA2650成為廣泛射頻、中頻和視頻應(yīng)用的理想選擇。在許多情況下，不需要額外的緩沖放大器。

許多高要求的高速應(yīng)用，如驅(qū)動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器，都需要低寬帶輸出阻抗的運(yùn)算放大器。例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)flash A/D轉(zhuǎn)換器輸入端的信號(hào)相關(guān)電容時(shí)，低輸出阻抗是必不可少的。如圖3所示，OPA2650在頻率上保持非常低的閉環(huán)輸出阻抗。閉環(huán)輸出阻抗隨頻率增加而增加，因?yàn)榄h(huán)路增益隨頻率降低。

熱因素

OPA2650在大多數(shù)操作條件下不需要散熱。最大期望結(jié)溫將設(shè)置如下所述的最大允許內(nèi)部功耗。在任何情況下，最高結(jié)溫不得超過(guò)175℃。

總內(nèi)部功耗（PD）是靜態(tài)功率（PDQ）和兩個(gè)輸出級(jí)（PDL1和PDL2）在傳輸負(fù)載功率時(shí)消耗的附加功率之和。靜態(tài)功率就是兩個(gè)通道的指定空載供電電流乘以部件的總供電電壓。PDL1和PDL2將取決于所需的輸出信號(hào)和負(fù)載。對(duì)于接地電阻負(fù)載和相等的雙極性電源，當(dāng)輸出固定在等于1/2電源電壓的電壓時(shí)，它們將達(dá)到最大值。在此條件下，PDL1=VS2/（4•RL1），其中RL1包括反饋網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。PDL2的計(jì)算方法相同。

注意，決定內(nèi)部功耗的是輸出級(jí)的功率，而不是負(fù)載。

工作結(jié)溫度（TJ）由TA+PDθJA給出，其中TA是環(huán)境溫度。

例如，計(jì)算OPA2650U的最大TJ，其中兩個(gè)運(yùn)算放大器均為G=+2，RL=100Ω，RFB=402Ω，±VS=±5V，以及規(guī)定的最大TA=+85°C。

這樣可以得到：

電容性負(fù)載

OPA2650的輸出級(jí)已經(jīng)過(guò)優(yōu)化以驅(qū)動(dòng)低電阻負(fù)載。然而，電容性負(fù)載會(huì)降低放大器的相位裕度，這可能會(huì)導(dǎo)致高頻峰值或振蕩。大于10pF的電容性負(fù)載應(yīng)通過(guò)連接一個(gè)小電阻（通常為15Ω到30Ω）與圖4所示的輸出串聯(lián)來(lái)隔離。這在驅(qū)動(dòng)高電容負(fù)載（如閃存a/D轉(zhuǎn)換器）時(shí)尤為重要。從+1增加增益將改善電容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)，因?yàn)橄辔辉６仍黾印?/p>

一般來(lái)說(shuō)，電容性負(fù)載應(yīng)最小化，以獲得最佳的高頻性能。如果電纜端接正確，可以驅(qū)動(dòng)同軸電纜。同軸電纜或傳輸線(xiàn)在其特性阻抗內(nèi)端接時(shí)，同軸電纜的電容（RG-58為29pF/英尺）不會(huì)加載放大器。

頻率響應(yīng)補(bǔ)償

OPA2650的每個(gè)信道都經(jīng)過(guò)內(nèi)部補(bǔ)償，以在單位增益下穩(wěn)定，具有標(biāo)稱(chēng)60°相位裕度。這很適合寬帶積分器和緩沖應(yīng)用。相位裕度和頻率響應(yīng)平坦度將在較高增益下得到改善?；叵胍幌拢崔D(zhuǎn)增益-1等于帶寬增益+2，即噪聲增益=2。電壓反饋運(yùn)算放大器的外部補(bǔ)償技術(shù)可應(yīng)用于該裝置。例如，在非反相配置中，在反饋電阻器上放置電容器將從f=（1/2πRFCF）開(kāi)始將增益降低到+1?；蛘?，在反轉(zhuǎn)配置中，可以通過(guò)將串聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)置于反轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)上的地面來(lái)限制帶寬而不修改反轉(zhuǎn)增益。這具有在高頻處增加噪聲增益的效果，從而通過(guò)增益帶寬積限制反轉(zhuǎn)輸入信號(hào)的帶寬。

在較高的增益下，電壓反饋拓?fù)涞脑鲆鎺拰⒏鶕?jù)開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)曲線(xiàn)限制帶寬。對(duì)于需要更寬帶寬和更高增益的應(yīng)用，考慮雙電流反饋模型OPA2658。在需要大反饋電阻的應(yīng)用中（如光電二極管跨阻電路），必須采取預(yù)防措施，以避免由于反饋電阻和逆變輸入上的電容形成的極點(diǎn)而導(dǎo)致增益峰值。這個(gè)極點(diǎn)可以通過(guò)并聯(lián)一個(gè)小電容器和反饋電阻來(lái)補(bǔ)償，產(chǎn)生一個(gè)抵消零項(xiàng)。在其他高增益應(yīng)用中，使用三電阻“T”連接將降低反饋網(wǎng)絡(luò)阻抗，該阻抗與求和節(jié)點(diǎn)處的寄生電容發(fā)生反應(yīng)。

脈沖穩(wěn)定時(shí)間

像OPA2650這樣的高速放大器能夠在脈沖輸入下實(shí)現(xiàn)極快的穩(wěn)定時(shí)間。為了獲得最佳的穩(wěn)定時(shí)間，需要良好的頻率響應(yīng)平坦度和相位線(xiàn)性度。如規(guī)格表所示，在增益為+1時(shí)，OPA2650的2V階躍的穩(wěn)定時(shí)間非?？?。規(guī)范被定義為輸入轉(zhuǎn)換后，輸出在其最終值周?chē)闹付ㄕ`差帶內(nèi)穩(wěn)定所需的時(shí)間。對(duì)于2V步進(jìn)，1%的沉降對(duì)應(yīng)于±20mV的誤差帶，0.1%對(duì)應(yīng)于±2mV的誤差帶，0.01%對(duì)應(yīng)于±0.2mV的誤差帶。為了獲得最佳的穩(wěn)定時(shí)間，特別是在A(yíng)DC電容性負(fù)載中，頻率響應(yīng)的峰值可以很少或沒(méi)有。對(duì)電容性負(fù)載使用推薦的RISO將限制這種峰值并減少沉降時(shí)間。快速、極細(xì)的規(guī)模沉降（0.01%）需要密切注意電源去耦電容器中的接地回流。為了獲得最高的性能，可以考慮OPA642，它提供了相當(dāng)高的開(kāi)環(huán)直流增益。

微分增益和相位

差分增益（dG）和差分相位（dP）是視頻應(yīng)用中比較重要的指標(biāo)之一。

閉環(huán)增益相對(duì)于輸出電壓電平的特定變化的百分比變化被定義為dG。dP被定義為在相同的輸出電壓變化中閉環(huán)相位的變化。dG和dP均在3.58MHz的NTSC子載波頻率下指定。dG和dP增加了閉環(huán)增益和輸出電壓轉(zhuǎn)換。所有測(cè)量均使用Tektronix型號(hào)VM700視頻測(cè)量裝置進(jìn)行。

扭曲

OPA2650在100Ω負(fù)載下的諧波失真特性與頻率和功率輸出的關(guān)系在典型的性能曲線(xiàn)中顯示。如圖5所示，通過(guò)增加負(fù)載電阻可以顯著地改善變形。在計(jì)算放大器看到的有效負(fù)載電阻時(shí)，請(qǐng)記住包括反饋電阻的貢獻(xiàn)。

串?dāng)_

串?dāng)_是一個(gè)通道的信號(hào)與另一個(gè)通道的輸出信號(hào)混合并在另一個(gè)通道的輸出中自我復(fù)制的結(jié)果。串?dāng)_發(fā)生在大多數(shù)多通道集成電路中。在雙設(shè)備中，串?dāng)_的影響是通過(guò)驅(qū)動(dòng)一個(gè)通道并觀(guān)察不同頻率下未驅(qū)動(dòng)通道的輸出來(lái)測(cè)量的。這種影響的大小以信道間串?dāng)_為參考，以分貝表示。“輸入?yún)⒖肌敝傅氖窃鲆婧痛當(dāng)_之間存在直接相關(guān)性，因此在增益增加時(shí)，串?dāng)_也會(huì)增加一個(gè)與增益相等的因子。圖6顯示了在OPA2650U中測(cè)量的串?dāng)_效應(yīng)。

香料模型

在分析模擬電路和系統(tǒng)的性能時(shí)，使用SPICE對(duì)電路性能進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬是非常有用的。這對(duì)于視頻和射頻放大器電路尤其如此，因?yàn)榧纳娙莺碗姼袝?huì)對(duì)電路性能產(chǎn)生重大影響。SPICE模型可從Burr Brown應(yīng)用部門(mén)的磁盤(pán)上獲得。

示范板

每種OPA2650包裝樣式都有展示板。這些電路板實(shí)現(xiàn)了非常低的寄生布局，將產(chǎn)生典型性能曲線(xiàn)所示的優(yōu)良頻率和脈沖響應(yīng)。對(duì)于每種包裝樣式，推薦的演示板有：

請(qǐng)聯(lián)系您當(dāng)?shù)氐腂urr Brown銷(xiāo)售辦事處或經(jīng)銷(xiāo)商訂購(gòu)演示板。

典型應(yīng)用

　　安芯科創(chuàng)是一家國(guó)內(nèi)芯片代理和國(guó)外品牌分銷(xiāo)的綜合服務(wù)商,公司提供芯片ic選型、藍(lán)牙WIFI模組、進(jìn)口芯片替換國(guó)產(chǎn)降成本等解決方案,可承接項(xiàng)目開(kāi)發(fā),以及元器件一站式采購(gòu)服務(wù),類(lèi)型有運(yùn)放芯片、電源芯片、MO芯片、藍(lán)牙芯片、MCU芯片、二極管、三極管、電阻、電容、連接器、電感、繼電器、晶振、藍(lán)牙模組、WI模組及各類(lèi)模組等電子元器件銷(xiāo)售。（關(guān)于元器件價(jià)格請(qǐng)咨詢(xún)?cè)诰€(xiàn)客服黃經(jīng)理：15382911663）

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