2014年TI杯邀请赛——简易高速差分探头题目解析

2024-05-17 11:29:37

TI倍邀请赛马上就要开始了，多做几个题练练手，所以以后几期都是关于TI杯邀请赛的，敬请期待。

一、题目再现（完整题目已经上传）

任务：设计并制作一个简易有源高速差分示波器探头，实现差分输入、单端输出功能。同时设计一个用于测试该差分探头的差模信号源，示意图如下

二、题目解析

TI杯邀请赛现场可用器件有限，找到了当年的器件清单，全部采用清单内器件完成（器件清单已上传）

（1）差模信号源：利用THS4503，电路图如下

（这个芯片焊接的时候老是掉引脚不知道为啥。。。。）

（2）差分探头：利用OPA656和OPA847，以及模拟开关ts1a4516，电路图如下

a、三个OPA656构成单倍仪表放大器，满足输入端高阻的要求，采用±6V供电，实测输入电压可以达到±4V输出不出现失真，在搭建仪表放大器的时候要注意参数的对称性以及PCB布局的对称性，因为题目对共模抑制比有要求。图中R5两端的电容加上去的原因是OPA656在20MHz的时候会有轻微的隆起，利用电容笔补偿，但是此操作也会带来共模抑制比的下降，慎重慎重！

b、图中的三个开关代表的是模拟开关ts1a4516。在调试电路中遇到一个很大的问题，就是在十倍增益模式的时候输出波形会有畸变，经过近五个小时的差错，发现在模拟并联的模拟开关输出端均接电阻，而不是两个模拟开关公用50Ω电阻会解决此问题，询问老师后，认为问题可能来自于模拟开关的输入和输出电容，而且老师表示，在这种频段下可以用触头开关，模拟开关会带来很多问题。

c、关于共模抑制比：参数对称性需要慎重选择，比如电阻的匹配，误差尽量保持在0.1Ω之内，而且发现加粗黄板子的走线会提高共模抑制比，不解。。。

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