MAX40658/MAX40659：適用于LiDAR的跨阻放大器

在LiDAR（激光雷達）應(yīng)用領(lǐng)域，對于光學(xué)距離測量接收器的性能要求越來越高。Analog Devices推出的MAX40658和MAX40659跨阻放大器，憑借其出色的性能，成為了該領(lǐng)域的理想選擇。

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產(chǎn)品概述

MAX40658和MAX40659是專門為LiDAR應(yīng)用中的光學(xué)距離測量接收器設(shè)計的跨阻放大器。它們具有低噪聲、高增益、低群延遲以及從過載狀態(tài)快速恢復(fù)的特性，這些特點使得它們非常適合用于距離測量應(yīng)用。

主要特性

1. 低噪聲：輸入?yún)⒖荚肼暤椭?5nARMS，能夠有效減少噪聲對測量結(jié)果的影響，提高測量的精度。
2. 兩種跨阻可選：MAX40658的跨阻為18kΩ，MAX40659的跨阻為36kΩ，工程師可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求進行選擇。
3. 高帶寬：最小帶寬大于360MHz，能夠滿足高速信號處理的要求。
4. 輸入電流鉗位：內(nèi)部集成了100mA的鉗位電路，可以防止過大的輸入電流對放大器造成損壞。
5. 失調(diào)調(diào)整輸入：通過OFFSET引腳可以調(diào)整輸入失調(diào)電流，優(yōu)化放大器的性能。
6. 低功耗：工作在+3.3V電源下，功耗僅為70mW，有助于降低系統(tǒng)的功耗。
7. 封裝形式多樣：提供3mm x 3mm的8引腳TDFN封裝或裸片形式，適用于不同的應(yīng)用場景。
8. 寬溫度范圍：工作溫度范圍為-40°C至+85°C，能夠適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 光學(xué)距離測量LIDAR接收器：為LiDAR系統(tǒng)提供高精度的信號放大和處理，確保準(zhǔn)確的距離測量。
• 工業(yè)安全系統(tǒng)：用于檢測物體的距離和位置，保障工業(yè)生產(chǎn)的安全。
• 自動駕駛系統(tǒng)：作為自動駕駛車輛的重要傳感器之一，為車輛提供環(huán)境感知和障礙物檢測的功能。

電氣特性

電源電流

MAX40658的電源電流典型值為21 - 30mA，MAX40659的電源電流典型值為24 - 36mA。

輸入偏置電壓

當(dāng)輸入電流IIN = 1μA時，輸入偏置電壓VIN的典型值為0.78 - 1.0V。

跨阻線性度

MAX40658在輸入電流IIN = IINCENTER ±2μA，IOFFSET = 0的條件下，跨阻線性度為6%。

小信號跨阻

MAX40658在輸入電流IIN < 2μAP - P時，小信號跨阻Z21的典型值為15.7 - 18.3kΩ；MAX40659在輸入電流IIN < 1μAP - P時，小信號跨阻Z21為36.4kΩ。

輸出特性

輸出共模電壓、差分輸出失調(diào)、輸出阻抗和最大差分輸出電壓等參數(shù)都有明確的規(guī)定，確保放大器在不同的工作條件下都能穩(wěn)定輸出。

典型工作特性

文檔中提供了豐富的典型工作特性曲線，包括電源電流與輸入直流電流、電源電壓的關(guān)系，輸出差分電壓與輸入直流電流、失調(diào)調(diào)整電流輸入的關(guān)系，小信號跨阻與溫度的關(guān)系等。這些曲線可以幫助工程師更好地了解放大器的性能，進行合理的設(shè)計和調(diào)試。

引腳配置與描述

引腳配置

MAX40658和MAX40659采用3mm x 3mm的8引腳TDFN封裝，引腳布局清晰合理。

引腳描述

詳細描述

增益級1

輸入信號電流流入高增益跨阻放大器的求和節(jié)點，通過反饋電阻的并聯(lián)反饋將電流轉(zhuǎn)換為電壓。內(nèi)部肖特基二極管可以鉗位高達100mA的輸入電流，CCAP引腳需要外接1μF的電容進行旁路。為了增加鉗位電流能力，還可以添加外部肖特基二極管。

增益級2

第二級增益級提供額外的增益，并將跨阻放大器的單端輸出轉(zhuǎn)換為差分信號。MAX40658和MAX40659具有不同的電壓放大器增益。該級設(shè)計用于驅(qū)動OUT+和OUT-之間的150Ω差分負載，為了獲得最佳的電源噪聲抑制效果，輸出端應(yīng)使用差分負載進行端接。

失調(diào)調(diào)整

OFFSET引腳接受輸入電流，用于調(diào)整跨阻放大器的輸入失調(diào)電流。流入該引腳的正電流會在OUT+引腳產(chǎn)生負的失調(diào)電壓。

應(yīng)用注意事項

光電二極管選擇

TIA輸入節(jié)點的電容會對噪聲性能和帶寬產(chǎn)生不利影響，因此應(yīng)選擇低電容的光電二極管，以最小化該引腳的總輸入電容。TIA針對輸入電容為0.5pF進行了優(yōu)化。

電源濾波

敏感的光學(xué)接收器需要寬帶電源去耦。電源旁路應(yīng)在10kHz至700MHz的頻率范圍內(nèi)提供VCC和地之間的低阻抗。使用LC電源濾波器和屏蔽將放大器與噪聲源隔離，并將電源濾波器盡可能靠近放大器放置。

ESD保護

MAX40658/MAX40659的模擬輸入（IN）沒有包含ESD保護二極管，以確保最大的帶寬和動態(tài)性能。在處理封裝時必須小心，以確保正常工作。

訂購信息

注：*裸片設(shè)計用于在-40°C至+100°C的結(jié)溫（Tj）范圍內(nèi)工作，但在TA = +25°C時進行測試和保證。+表示無鉛（Pb）/符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的封裝；T表示卷帶包裝。**未來產(chǎn)品，具體可用性請聯(lián)系廠家。

總結(jié)

MAX40658和MAX40659跨阻放大器以其出色的性能和豐富的特性，為LiDAR應(yīng)用提供了可靠的解決方案。工程師在設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇跨阻、優(yōu)化光電二極管和電源濾波設(shè)計，并注意ESD保護，以充分發(fā)揮放大器的性能優(yōu)勢。大家在實際應(yīng)用中是否遇到過類似放大器的調(diào)試難題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。