Esse é um bom design e layout de uma sonda de osciloscópio com diferencial ativo?

Esta pergunta é uma extensão da sonda de oscilação do diferencial da Homebrew . Eu pensei que deveria fazer disso uma nova pergunta.

Preciso medir um sinal LVDS de 100Mb / s para verificar sua integridade. Tentarei me apossar de um escopo com largura de banda de 600 MHz, mas preciso de uma sonda diferencial e não posso permitir uma sonda real. Por isso, projetei uma solução usando o amplificador operacional de realimentação de corrente THS3201DBVT 1.8GHz .

Este é meu primeiro design usando um amplificador de feedback atual e meu primeiro design de alta largura de banda. Ficaria muito grato por qualquer feedback (trocadilho, desculpe).

Adicionado: Agradecimentos ao The Photon por sugerir a remoção do plano de aterramento sob os pinos de entrada dos OpAmps. Aqui está a camada logo abaixo da camada superior, mostrando os novos recortes. O mesmo foi feito para as outras camadas também.

Uma regra de layout clássica para amplificadores operacionais de alta velocidade é remover os planos de energia e terra abaixo das redes conectadas aos pinos de entrada. Você o encontrará como o primeiro marcador na seção Layout de PCB da folha de dados do seu amplificador operacional.

Isso significa, basicamente, remover todo o cobre das camadas planas abaixo de qualquer cobre que esteja conectado aos pinos 3 ou 4 dos seus amplificadores.

Na prática, provavelmente também significa mover R1 e R2 para mais perto dos pinos de entrada para minimizar o tamanho do vazio que você cortará nas camadas planas.

Isso tem vários benefícios:

1. Reduza a capacitância de entrada do seu circuito.

2. Minimize as ondulações nas redes de energia e terra acopladas nas entradas do seu circuito.

3. Melhore a estabilidade do seu circuito, porque algumas dessas oscilações de potência / terra podem ser causadas pelo consumo variável de corrente do estágio de saída do amplificador, resultando em feedback indesejado.

Outra preocupação é com seus capacitores de desacoplamento. Quando você usa vários capacitores de desacoplamento, se seus valores forem diferentes em mais de uma década (você tem um fator de 1000 entre 100 pF e 100 nF), isso pode resultar em uma anti-ressonância em alguma frequência entre as frequências de ressonância dos dois capacitores. . Isso resulta em uma impedância de fonte de alimentação excepcionalmente alta na frequência anti-ressonante. Isso foi discutido, vagamente, por aqui várias vezes recentemente, e também está documentado em um manual do aplicativo Murata . Eu aconselho a mudar o seu capacitor de desacoplamento menor para 10 nF.

Você não tem desacoplamento em massa para o solo. Conecte o meio do CP1 e CP2 ao terra.

Seu sinal de entrada está entre 0 e + 3,3V. Portanto, não há necessidade do trilho de -6 V, pelo menos neste caso. No entanto, isso tornaria uma investigação mais geral.

Um resistor em série (50 ohms) é uma boa ideia. O escopo também deve ser definido para 50 ohms. O rastreamento do escopo resultante terá um valor de 1/2, mas a terminação é crítica para sinais de alta velocidade.

Eu também recomendaria uma tampa pequena (10-47pF) em cada um dos resistores de feedback para melhorar a estabilidade. Isso afetará a resposta de frequência; portanto, verifique com o que você planeja medir. Use Tina-TI para simular a resposta.

Isso realmente requer 4 camadas?

Parece-me que a única coisa que está usando +/- 6V são os amplificadores operacionais.

Você pode reduzir significativamente o custo usando uma placa de 2 camadas, mas isso pode afetar a integridade do sinal (derrotando, assim, o objetivo do design).

Espero que alguém fale sobre esse ponto ...