[发明专利]一种降低反馈电阻寄生电容提高跨阻放大器带宽的方法

说明书

本发明公开了一种降低反馈电阻寄生电容提高跨阻放大器带宽的方法，通过合理的在反馈电阻下放置一条接地屏蔽线，屏蔽反馈电阻器的输出场，防止其达到反馈电阻器的求和节点端，从而有效地将输出场分流到地，降低反馈电阻器的寄生电容，进而提高TIA的带宽。本发明可以在现有技术的基础上进一步降低反馈电阻的寄生电容进一步提高跨阻放大器的带宽。

技术领域

本发明涉及高速跨阻放大器技术领域，尤其涉及一种降低反馈电阻寄生电容提高跨阻放大器带宽的方法。

背景技术

TIA全称为trans-impedance amplifier，也就是跨阻型放大器。在需要电流转电压的应用场合，如检测微弱光电流信号,通常需要用到跨阻型放大器。光电二极管将接收到的光信号转换成光电流，光电流经过跨阻放大器后输出电压信号。通常情况下，需要选择寄生电容较小的贴片电阻作为反馈电阻，并合理优化跨阻放大器周围的PCB布局，降低PCB的寄生电容，提高跨阻放大器的带宽。然而阻值较大的电阻器由于其端到端寄生电容的存在，在高频时其净阻抗开始降低，电阻器工作带宽下降。如果选用低寄生特性的电阻器，如金属箔电阻器，虽然可以降低反馈电阻的寄生电容，但是价格高昂，而且寄生电容不可控制，不利于补偿反馈回路，使跨阻放大器稳定工作。因此实际情况中，TIA的带宽往往并不是受到跨阻放大器增益带宽积(GBW)的限制，而是受到了反馈电阻寄生电容的限制。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足，提供一种降低反馈电阻寄生电容提高跨阻放大器带宽的方法，在现有技术的基础上进一步降低反馈电阻的寄生电容，从而进一步提高跨阻放大器的带宽。

为实现本发明目的而提供的一种降低反馈电阻寄生电容提高跨阻放大器带宽的方法，第一步：在标准光电检测跨阻电路中，对光电二极管施加反向偏压，光电二极管的正端连接到跨阻放大器的反向输入端，跨阻放大器的正向输入端接地，反馈电阻采用1206表贴封装，跨阻放大器放置在PCB板的正面，反馈电阻放置在PCB板的背面，反馈电阻的两端分别通过两个过孔与跨阻放大器的反向输入端和输出端相连接，采用这样的PCB布局使反馈电阻器的周围没有杂散走线；

第二步：在反馈电阻的两个焊盘中间放置一条接地屏蔽线，接地屏蔽线的两端和电路板的地线稳定连接，电路板敷铜，铜箔和地线连接；

第三步：根据不同的跨阻放大器选择不同接地屏蔽线的宽度，接地屏蔽线的宽度根据如下原则来设置：首先使寄生电容足够补偿跨阻反馈回路，即跨阻放大器不自激振荡，在此前提下尽可能的加宽接地屏蔽线，降低反馈电阻的寄生电容，从而最大程度提高跨阻放大器的带宽，充分利用跨阻放大器的增益带宽积；

第四步：通过如下操作来对带宽进行测试：首先入射激光通过电光强度调制器在其强度噪声上调制白噪声信号，然后激光入射到光电二极管产生光电流信号，跨阻放大器将光电流转换为电压信号，接着通过频谱分析仪观察跨阻放大器输出信号的带宽。

本发明的有益效果是：

现有技术往往通过优化PCB布局，例如跨阻放大器周围不敷铜，缩短反馈回路的走线长度等等来降低由PCB引入的寄生电容。本发明可以在现有技术的基础上进一步降低反馈电阻的寄生电容，从而进一步提高跨阻放大器的带宽。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明的结构连接示意图，其中图1(a)为：电路原理图；图1(b)为：PCB布局图；

图2为本发明的测试方法示意图；

图3为跨阻放大器带宽优化的结果对比图。

具体实施方式

本发明提供的一种降低反馈电阻寄生电容提高跨阻放大器带宽的方法，如图1所示，包括有如下步骤：