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

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

LMH34400具有集成的100mA箝位，可保護放大器并使該器件能夠在過載輸入情況下快速恢復。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。在需要測量頻率信號內(nèi)容低于400kHz的情況下，應禁用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節(jié)省功耗。該功能允許將幾個LMH34400放大器多路復用到接收信號鏈的下一級輸入，將EN控制引腳用作多路復用器選擇功能。LMH34400提供單端輸出，并針對基于時間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）的LIDAR系統(tǒng)進行了優(yōu)化。

特性

• 集成增益：40kΩ
• 性能，CPD = 1pF
  • 帶寬：240MHz
  • 輸入?yún)⒖荚肼暎?0nARMS
  • 上升和下降時間：1.5ns
• 集成的環(huán)境光抵消
• 集成100mA保護鉗位
• 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跨阻抗放大器技術解析與應用指南

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)，專為激光雷達(LIDAR)和激光測距系統(tǒng)設計，具有以下核心特性：

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

二、關鍵特性與技術優(yōu)勢

1. 核心性能參數(shù)

• ?增益帶寬積?：9.6THz·Ω
• ?瞬態(tài)響應?：
  • 上升/下降時間：1.5ns
  • 過載恢復時間：18ns
• ?輸出特性?：
  • 電壓擺幅：1VPP
  • 驅(qū)動能力：±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?：支持多器件復用，EN引腳可作多路選擇信號

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、應用設計要點

1. 光電檢測前端設計

?關鍵參數(shù)計算?：

• 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
• 輸出走線長度<25mm，避免90°拐角

2. 激光雷達信號鏈

典型配置方案：

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

?時序設計?：

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

四、典型應用電路

1. 電壓源測試電路

![測試電路框圖]

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

2. 多器件復用方案

![復用方案框圖]

• 使能引腳作為片選信號
• 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f>400kHz時)

2. 噪聲抑制技巧

• 電源去耦電容盡量靠近VDD引腳
• 采用星型接地拓撲
• 敏感信號用地平面屏蔽

六、應用領域

1. ?自動駕駛?：固態(tài)激光雷達接收通道
2. ?工業(yè)機器人?：避障與定位系統(tǒng)
3. ?無人機?：地形測繪與避障
4. ?消費電子?：掃地機器人導航
5. ?安防監(jiān)控?：人員檢測與跟蹤