Texas Instruments LMH34400跨阻抗放大器是一款固定增益、單端跨阻抗放大器，用于光檢測(cè)和測(cè)距（LIDAR）應(yīng)用以及激光距離測(cè)量系統(tǒng)。LMH34400可產(chǎn)生1.0VPP 的輸出擺動(dòng)，并具有50nARMS 的輸入?yún)⒖荚肼暋?/p>

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments LMH34400跨阻抗放大器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

LMH34400具有集成的100mA箝位，可保護(hù)放大器并使該器件能夠在過(guò)載輸入情況下快速恢復(fù)。LMH34400還具有集成的環(huán)境光抵消（ALC）電路，可用于替代光電二極管和放大器之間的交流耦合，以節(jié)省電路板空間和降低系統(tǒng)成本。在需要測(cè)量頻率信號(hào)內(nèi)容低于400kHz的情況下，應(yīng)禁用ALC環(huán)路。

Texas Instruments LMH34400可以使用EN引腳置于低功耗模式，以在放大器未使用時(shí)節(jié)省功耗。該功能允許將幾個(gè)LMH34400放大器多路復(fù)用到接收信號(hào)鏈的下一級(jí)輸入，將EN控制引腳用作多路復(fù)用器選擇功能。LMH34400提供單端輸出，并針對(duì)基于時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）的LIDAR系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。

特性

• 集成增益：40kΩ
• 性能，CPD = 1pF
  • 帶寬：240MHz
  • 輸入?yún)⒖荚肼暎?0nARMS
  • 上升和下降時(shí)間：1.5ns
• 集成的環(huán)境光抵消
• 集成100mA保護(hù)鉗位
• 靜態(tài)電流：20mA
• 低功耗模式電流：1.5mA
• 溫度范圍：–40°C至+125°C

功能框圖

LMH34400 240MHz跨阻抗放大器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

LMH34400是德州儀器(TI)推出的單端輸出跨阻抗放大器(TIA)，專(zhuān)為激光雷達(dá)(LIDAR)和激光測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具有以下核心特性：

• ?固定增益?：40kΩ（驅(qū)動(dòng)100Ω負(fù)載時(shí)）
• ?超寬帶寬?：240MHz（CPD=1pF時(shí)）
• ?超低噪聲?：輸入?yún)⒖荚肼?0nARMS
• ?集成功能?：100mA保護(hù)鉗位和背景光消除電路
• ?工作溫度?：-40°C至+125°C

二、關(guān)鍵特性與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1. 核心性能參數(shù)

• ?增益帶寬積?：9.6THz·Ω
• ?瞬態(tài)響應(yīng)?：
  • 上升/下降時(shí)間：1.5ns
  • 過(guò)載恢復(fù)時(shí)間：18ns
• ?輸出特性?：
  • 電壓擺幅：1VPP
  • 驅(qū)動(dòng)能力：±19mA(線性范圍)
• ?功耗?：
  • 工作模式：20mA(典型)
  • 低功耗模式：1.5mA

2. 創(chuàng)新功能

• ?集成100mA鉗位?：可將大輸入電流(≤100mA)分流至VDD，防止放大器飽和
• ? 背景光消除(ALC) ?：消除400kHz以下低頻干擾，節(jié)省AC耦合元件
• ?使能控制?：支持多器件復(fù)用，EN引腳可作多路選擇信號(hào)

3. 封裝信息

• ?DRL封裝?：SOT5X3(1.6mm×1.6mm)
• ?引腳配置?：
  1. IN：TIA輸入
  2. VDD：3.3V供電
  3. EN：使能控制
  4. OUT：放大器輸出
  5. GND：地
  6. IDC_EN：ALC使能

三、應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 光電檢測(cè)前端設(shè)計(jì)

?關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算?：

• 跨阻增益：40kΩ(RL=100Ω)
• 帶寬限制公式：BW ≈ 1/(2π·RT·CPD)
• 噪聲優(yōu)化：CPD每增加1pF，噪聲增加約15nARMS

?布局建議?：

• 輸入引腳下方去除地平面，減少寄生電容
• 電源去耦：0.1μF陶瓷電容+1μF鉭電容組合
• 輸出走線長(zhǎng)度<25mm，避免90°拐角

2. 激光雷達(dá)信號(hào)鏈

典型配置方案：

1. 光電二極管陰極接IN，陽(yáng)極接負(fù)壓(-12V)
2. LMH34400輸出接TLV3601比較器
3. 比較器輸出接TDC或FPGA

?時(shí)序設(shè)計(jì)?：

• 脈沖寬度≥10ns時(shí)可獲得完整響應(yīng)
• 采用低色散比較器(如TLV3601)減少walk誤差
• 閾值電壓設(shè)置：VREF = 1V + (40kΩ×Imin)

四、典型應(yīng)用電路

1. 電壓源測(cè)試電路

![測(cè)試電路框圖]

• 輸入偏置電壓：2.5V
• 50Ω阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)
• 輸出分壓比：1/2(需在計(jì)算中補(bǔ)償)

2. 多器件復(fù)用方案

![復(fù)用方案框圖]

• 使能引腳作為片選信號(hào)
• 最多支持4路并聯(lián)
• 建議增加隔離電阻(RISO)抑制反射

五、性能優(yōu)化指南

1. 帶寬提升方法

• 選擇低電容光電二極管(CPD<1pF)
• 優(yōu)化PCB布局，減少寄生參數(shù)
• 禁用ALC環(huán)路(當(dāng)f>400kHz時(shí))

2. 噪聲抑制技巧

• 電源去耦電容盡量靠近VDD引腳
• 采用星型接地拓?fù)?/li>
• 敏感信號(hào)用地平面屏蔽

六、應(yīng)用領(lǐng)域

1. ?自動(dòng)駕駛?：固態(tài)激光雷達(dá)接收通道
2. ?工業(yè)機(jī)器人?：避障與定位系統(tǒng)
3. ?無(wú)人機(jī)?：地形測(cè)繪與避障
4. ?消費(fèi)電子?：掃地機(jī)器人導(dǎo)航
5. ?安防監(jiān)控?：人員檢測(cè)與跟蹤