TI中文支持网Part Number:LMH6703
您好！
设计目的是：用LMH6703，单5V供电，输入125MHz方波，1V，想要得到反相输出0.667V，
按照下图设计后，仿真没有输出，
请问该如何设计？
多谢！
Kailyn Chen：
您好，首先LM6703的供电电压范围为+-4V~+-6V。即单电源供电为8V~12V，所以5V单电源供电是不允许的。
其次，0~1V输入，要求反相输出0.667V，那反相后为-0.667V~0V对吗？那就需要双电源供电。
我用TINA简单仿真了下，反相输入，Gain=-Vf/Vg. 增益为0.667. 输出为-0.667V~0V的范围，不知是否满足您的要求。
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Jasmine Ma：
谢谢您的回复！
反相输出是0~0.667V，如果改为12V单电源供电，可以实现这样的功能吗？
BR
Jasmine
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Kailyn Chen：
您好，反相输入的话增益需要小于0，是无法实现的。
同相输入的话，我们有个FAQ关于实现电压截取的应用，将输入输出电压范围，参考电压，输入共模电压输入进去，会自动计算Rf，Rg的值，应用非常方便，针对的也是单端应用，可以看下Gain=0.67的也是Fail的情况。
这个表格的应用可以参考下面这个关于voltage scaling的FAQ，讲解的非常详细：
https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/942778/faq-voltage-scaling-for-almost-any-application-single-ended/3482716#3482716
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Jasmine Ma：
非常感谢！
下面是我用双电源供电得到的反相输出0~0.67的波形，麻烦您看看有没有问题？
是只有这款运放无法做到单电源反相Gain<1还是理论上所有的运放都无法做到？
我看有篇文章里说gain<1用传统的方式会不稳定，是指单电源这样连接不稳定，还是双电源也不稳定？
BR
Jasmine
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Jasmine Ma：
单电源供电，如果不反相，同相输出0.67是可以吗？
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Kailyn Chen：
您好，
1. 单电源供电和双电源供电的区别在于，单电源主要考虑的一是输入共模电压范围，二是输出摆幅的影响。 如果这两个条件都没问题的话，使用单电源和双电源都是可以的。
您上面的衰减电路中，关系式如下。
Vout=-Vin(R2/R6)+(V+)[R3/(R1+R3) ] [(R2+R6)/R6]
当Vin=1V时Vout=0.667V，我计算下来R1/R3=5.25. 我看您这里使用的时20K和2K，即 R1/R3=10呢？
另外，针对LMH6703来说，反馈电阻建议使用datasheet中推荐的，两种不同的封装分别推荐Rf是560ohm和390ohm。 如果使用390ohm的话，Rg=585ohm.
即Rf/Rg=0.667
2. 你上面提到的sloa058文章中的介绍，Gain小于1时不稳定和单电源和双电源没有关系。 它这里指的不稳定主要是下面这个原因。
当使用反相输入时，即文档中的衰减电路，增益Gain=-Rf/RG,如果RF小于Rg即小于1时会出现不稳定的情况。
比如一款运放给出gain>=3时稳定，而我们设计反相输入，Rfid=250ohm，RG=1k, 则Gain=-0.25. 那么此时就会出现不稳定的情况，这是因为噪声增益NG即Noise gain=1+Rf/RG=1.25,也是小于稳定增益3，1.25倍的NG会导致在闭环响应中波形会有峰值，这个峰值对应的是不可接收的相位裕度 ，所以这种情况下导致运放的不稳定。所以上述文档中介绍了大多数运放在增益小于1的时候会有不稳定的情况，当然也有的运放是没有这个问题的，比如LMH6703就可以，因为它在增益+-1~+-10范围内都是稳定的。
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Jasmine Ma：
非常感谢您的详细解答！
关于LMH6703的增益在+-1~+-10范围是稳定的，是指 |Gain| 在（1，10）之间，包括 |Gain| <1的范围吗？就是输出没有放大，而是缩小这样的情况。
根据同相放大的增益公式，是不是从理论上讲就不可能实现 |Gain| <1?
这样总结的话，运算放大器不管是同相还是反相，都很难实现gain的绝对值=0.67这样的功能？
BR
Jasmine
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Jasmine Ma：
hello, 麻烦您再帮忙看看 |Gain|=2的单电源电路：
输入为0~1V, 125MHz方波，想得到输出为0~2V的方波
这是同相输入，但是输出低电平有点高。
这是反相输入，输出有严重变形。
BR
Jasmine
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Kailyn Chen：
增益在+-1~+-10范围是稳定的， 比如反相输入，增益为-Rf/RG,就像我上面提到的-0.25是可以保证稳定性的，因为在这个范围内。 但 |Gain| 的话它确实是小于1的，所以我们看+-1~+-10这个范围。
您上面提到的Figure3的同相输入的电路，增益Gain=1+（Rf/Rg）这个电路是增益大于1的，无法实现0.67的增益。
但同相我们可以这样设计，便能实现衰减，就是搭建一个电阻分压，将输入信号进行分压，如下：
（注意： LMH6703并不是一个输入轨至轨的运放，所以注意单电源供电输入最低是达不到0V的，这也是单电源供电注意的问题，就是输入共模电压范围和输出摆幅是都都能达到电源轨，如果不行，就双电源供电。）
下面是同相衰减电路：
反相衰减的话可以考虑这样搭建电路，Vout=Vs（1+ R2/R1)-Vin (R2/R1). 按照gain=0.67的计算， R2/R1=4/3. 如下电路。 单电源不行，还是因为LM6703不允许低至负压轨0V输入。
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Kailyn Chen：
Jasmine Ma 说：
这是同相输入，但是输出低电平有点高。
关于Gain=2的电路，单电源还是因为LMH6703的输出不是轨至轨输出的运放，所以输出达不到电压轨。 datasheet有给出+-5V供电，输出+-3.4V左右，所以单电源供电，输出不能达到０V，这也是输出低电平有点儿高的原因。 Ｇ＝２的电路如下，简单的同相输入，gain=1+Rf/Rg.
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Jasmine Ma：
非常感谢！
再麻烦请教一下，如何用6703设计跟随器？
我设计的这个输出很奇怪。
BR
Jasmine
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Kailyn Chen：
如果是反相的话，则gain=-1.
同相的话，我看您输入端加了0.1uF的隔直电容，如果输入信号没有直流偏置的话，则不需要这个隔直电容。加了这个隔直电容之后，建议是在电容后端加一个电阻到地，给输入偏置电流提供回流路径，因为反向端输入偏置电流可通过反馈回路到输出端，而同相端的输入偏置电流没有回流路径，所以建议加一个电阻到地。 如果不需要被隔直流，这个电容可以直接去掉。
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Jasmine Ma：
因为我实际要设计的电路中是没有负电源的，因此还是得用单电源来实现。
麻烦您再帮忙看看单电源如何实现跟随器？
非常感谢！
BR
Jasmine
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Kailyn Chen：
单电源的话就要注意输入信号的电压范围，还是上述所说，LMH6703不是轨至轨输入，所以不能0V输入。我看波形您的输入大概低至零点几。
您把需求说一下，单位跟随，输入信号是多少？
下面是我用+-2V输入，4V偏置电压即３V～７V，１２V供电的跟随器，输出没有失真。
但您看我加上４V的偏置电压，即２V～６V的输入，可以发现输出不能低至２V，有些失真：
您的上述电路中不要加耦合电容，否则把直流偏置电压给隔离掉之后，单电源供电便不能满足LMH6703的输入电压要求。
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Jasmine Ma：
125MHz的方波好像就不行，低频的正弦波可以。
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Kailyn Chen：
方波的话需要考虑压摆率的影响，SR=deltaV/delta T。
deltaT趋近于0的时候，SR才能趋向无穷大。方波的SR就是无穷大。
所以我们可以根据SR＝2*Pai*Vp*f 计算下需要的压摆率。 其中Vp为输出信号的幅值，f为输入信号的频率。
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Jasmine Ma：
您好!
电压跟随器和放大电路是不是不太一样？
同相或者反相放大，125Mhz方波，tr=tf=30ps，6703是可以正常输出的。
比如同相3倍放大，输入信号通过AC耦合，单电源供电，输出是正常的，但是电容后的波形好像只有直流？
是不是直流偏置是通过In-端的Vef加上去的？
如果在In+端加直流偏置，再加个偏置电压，但是没有输出。
Thanks a lot!
BR
Jasmine
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Kailyn Chen：
您好，上面同相端输入为直流的原因，是因为运放的“虚短”特性，同相和反向端电压相等，同相接了Vref，那么靠近运放输入端的反向端的电压也是Vref。也就是您看到的经过电容后变成了直流的原因。
