LT6600-15 低ノイズ差動アンプ および15MHzローパス・フィルタ 特長 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 概要 LT®6600-15は、完全差動アンプとチェビシェフ周波数応答を 近似する4次15MHzローパス・フィルタを組み合わせたデバ イスです。 ほとんどの差動アンプは、利得と帯域幅を調整する ために多くの高精度外付け部品を必要とします。 これに対し、 LT6600-15は、差動利得が2本の外付け抵抗でプログラムで き、 フィルタのカットオフ周波数(15MHz)と通過帯域リップル が内部設定されています。 また、LT6600-15は出力同相電圧を 設定するのに必要なレベルシフトを行い、A/Dのリファレンス 電圧要件を満たすことができます。 2本の外付け抵抗で差動利得をプログラム可能 出力同相電圧を調整可能 3V、5V、±5V電源で動作および規格 カットオフ周波数が15MHz、 リップルが0.5dBの4次ローパス・フィルタ 3V電源で2VP-P出力時にS/Nが76dB 低歪み(2VP-P、800Ω負荷、VS = 3V時) 1MHz：86dBc(2次)、 90dBc(3次) 10MHz：63dBc(2次)、 69dBc(3次) 完全な差動入力および差動出力 一般の差動アンプとピン互換 SO-8パッケージ 独自の内部アーキテクチャを採用したLT6600-15は、歪み性 能や低ノイズ特性を損なうことなく、 アンチエイリアシング・フィ ルタと差動アンプ/ドライバの統合を図っています。 ユニティ・ゲ インで帯域内で測定されたSNRは76dBで、非常に優れていま す。利得がさらに高い場合は、入力基準のノイズが低減される ので、出力のSNRを大幅に低下させることなく、 より小さい入 力差動信号を処理することができます。 アプリケーション ネットワーキングや携帯電話基地局アプリケーションの 高速ADCアンチエイリアシングとDACの平滑化 ■ 高速テストおよび計測機器 ■ 医療用画像処理 ■ 差動アンプとのドロップイン差し換え ■ また、低電圧動作を特長とするLT6600-15は、差動設計によ り、単一3V電源で動作しながら2V P-Pの信号レベルに対して 優れた性能を提供します。 、LT、LTC、LTMはリニアテクノロジー社の登録商標です。 他の全ての商標はそれぞれの所有者に所有権があります。 LT6600-15はSO-8パッケージで供給され、 スタンドアローンの 差動アンプとピン・コンパチブルです。 標準的応用例 8192ポイントのFFTスペクトル 0 –10 LTC2249 LT6600-15 3V 0.1µF 7 0.01µF VIN RIN 536Ω 2 8 – VOCM + 5.6pF 3 VMID –20 3V + – 4 25Ω 25Ω 5 6 V+ + 5.6pF 5.6pF DOUT AIN – V– VCM AMPLITUDE (dB) RIN 536Ω 1 INPUT 10.7MHz 2VP-P fSAMPLE = 80MHz –30 –40 –50 –60 –70 –80 –90 –100 GAIN = 536Ω/RIN 2.2µF –110 660015 TA01a –120 0 10 20 30 40 FREQUENCY (MHz) 660015 TA01b 660015fb 1 LT6600-15 絶対最大定格 ピン配置 （Note 1） 合計電源電圧...................................................................... 11V 入力電流 (Note 8) .......................................................... ±10mA 動作温度範囲 (Note 6)........................................−40℃～85℃ 規定温度範囲 (Note 7)........................................−40℃～85℃ 接合部温度...................................................................... 150℃ 保存温度範囲....................................................−65℃～150℃ リード温度 (半田付け、10秒) .......................................... 300℃ TOP VIEW IN– 1 8 IN+ VOCM 2 7 VMID V+ 3 6 V– OUT+ 4 5 OUT– S8 PACKAGE 8-LEAD PLASTIC SO TJMAX = 150°C, θJA = 100°C/W 発注情報 鉛フリー仕様 テープアンドリール 製品マーキング パッケージ 温度範囲 LT6600CS8-15#PBF LT6600CS8-15#TRPBF 660015 8-Lead Plastic SO –40°C to 85°C LT6600IS8-15#PBF LT6600IS8-15#TRPBF 600I15 8-Lead Plastic SO –40°C to 85°C 鉛ベース仕様 テープアンドリール 製品マーキング パッケージ 温度範囲 LT6600CS8-15 LT6600CS8-15#TR 660015 8-Lead Plastic SO –40°C to 85°C LT6600IS8-15 LT6600IS8-15#TR 600I15 8-Lead Plastic SO –40°C to 85°C さらに広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。 鉛フリー仕様の製品マーキングの詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/ をご覧ください。 テープアンドリールの仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/ をご覧ください。 電気的特性 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。注記がない限り、VS = 5V (V＋= 5V、V= 0V)、RIN = 536Ω、およびRLOAD = 1k。 PARAMETER CONDITIONS Filter Gain, VS = 3V VIN = 2VP-P, fIN = DC to 260kHz Filter Gain, VS = 5V MIN TYP MAX UNITS – 0.5 0.1 0.5 dB VIN = 2VP-P, fIN = 1.5MHz (Gain Relative to 260kHz) l –0.1 0 0.1 dB VIN = 2VP-P, fIN = 7.5MHz (Gain Relative to 260kHz) l –0.3 0 0.4 dB VIN = 2VP-P, fIN = 12MHz (Gain Relative to 260kHz) l –0.3 0.2 1.0 dB VIN = 2VP-P, fIN = 15MHz (Gain Relative to 260kHz) l – 0.7 0 1.0 dB VIN = 2VP-P, fIN = 45MHz (Gain Relative to 260kHz) l – 29 –25 VIN = 2VP-P, fIN = 75MHz (Gain Relative to 260kHz) l –46 VIN = 2VP-P, fIN = DC to 260kHz dB dB – 0.5 0 0.5 dB VIN = 2VP-P, fIN = 1.5MHz (Gain Relative to 260kHz) l – 0.1 0 0.1 dB VIN = 2VP-P, fIN = 7.5MHz (Gain Relative to 260kHz) l –0.4 0 0.3 dB VIN = 2VP-P, fIN = 12MHz (Gain Relative to 260kHz) l –0.4 0.1 0.9 dB VIN = 2VP-P, fIN = 15MHz (Gain Relative to 260kHz) l –0.8 0 0.9 dB VIN = 2VP-P, fIN = 45MHz (Gain Relative to 260kHz) l – 29 –25 dB VIN = 2VP-P, fIN = 75MHz (Gain Relative to 260kHz) l – 46 dB Filter Gain, VS = ±5V VIN = 2VP-P, fIN = DC to 260kHz – 0.6 –0.1 0.4 dB Filter Gain, RIN = 133Ω VOUT = 0.5VP-P, fIN = DC to 260kHz, VS = 3V VOUT = 0.5VP-P, fIN = DC to 260kHz, VS = 5V VOUT = 0.5VP-P, fIN = DC to 260kHz, VS = ±5V 11.5 11.5 11.4 12.0 12.0 11.9 12.5 12.5 12.4 dB dB dB 660015fb 2 LT6600-15 電気的特性 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。注記がない限り、VS = 5V (V＋= 5V、V= 0V)、RIN = 536Ω、およびRLOAD = 1k。 PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS Filter Gain Temperature Coefficient (Note 2) fIN = 250kHz, VIN = 2VP-P 780 ppm/C Noise Noise BW = 10kHz to 15MHz 109 µVRMS Distortion (Note 4) 1MHz, 2VP-P, RL = 800Ω, VS = 3V 2nd Harmonic 3rd Harmonic 86 90 dBc dBc 10MHz, 2VP-P, RL = 800Ω, VS = 3V 2nd Harmonic 3rd Harmonic 63 69 dBc dBc Differential Output Swing Measured Between Pins 4 and 5 VS = 5V VS = 3V Input Bias Current Average of Pin 1 and Pin 8 Input Referred Differential Offset RIN = 536Ω RIN = 133Ω ● ● 3.80 3.75 4.75 4.50 VP-P DIFF VP-P DIFF ● – 90 – 35 µA VS = 3V VS = 5V VS = ±5V ● ● ● ±5 ±10 ±10 ±25 ±30 ±35 mV mV mV VS = 3V VS = 5V VS = ±5V ● ● ● ±5 ±5 ±5 ±15 ±17 ±20 mV mV mV Differential Offset Drift 10 µV/°C Input Common Mode Voltage (Note 3) Differential Input = 500mVP-P, RIN = 133Ω VS = 3V VS = 5V VS = ±5V ● ● ● 0.0 0.0 –2.5 1.5 3.0 1.0 V V V Output Common Mode Voltage (Note 5) Differential Input = 2VP-P, Pin 7 = OPEN Common Mode Voltage at Pin 2 VS = 3V VS = 5V VS = ±5V ● ● ● 1.0 1.5 –1.0 1.5 3.0 2.0 V V V Output Common Mode Offset (with Respect to Pin 2) VS = 3V VS = 5V VS = ±5V ● ● ● –35 –40 –55 40 40 35 mV mV mV Common Mode Rejection Ratio Voltage at VMID (Pin 7) 64 VS = 5V VS = 3V VMID Input Resistance 2.45 2.50 1.50 2.55 V V l 4.3 5.7 7.7 kΩ –10 –10 –2 –2 VOCM = VMID= VS/2 VS = 5V VS = 3V ● ● Power Supply Current VS = 3V, VS = 5V VS = 3V VS = 5V VS = ±5V ● ● ● Power Supply Voltage Note 1：絶対最大定格に記載された値を超えるストレスはデバイスに永続的損傷を与える可 能性がある。長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、 デバイスの信頼性と寿命に悪影響 を与える可能性がある。 Note 2：これは、 温度に依存しない外部抵抗(RIN)を仮定したときの、 内部帰還抵抗の温度係数 である。 Note 3：入力同相電圧は外部抵抗(RIN)に印加される電圧の平均である。 仕様はRIN ≥ 100Ωで 保証されている。 Note 4：歪みは差動のテスト信号を使って差動で測定される。 入力同相電圧、 ピン2の電圧、 お dB l VOCM Bias Current よびピン7の電圧は合計電源電圧の1/2に等しい。 5 0 –10 35 l 38 3 µA µA 39 44 45 48 mA mA mA mA 11 V Note 5：出力同相電圧はピン4とピン5の電圧の平均である。 出力同相電圧はピン2に印加され る電圧に等しい。 Note 6：LT6600C-15は−40℃～85℃の動作温度範囲で動作することが保証されている。 Note 7：LT6600C-15は0℃～70℃の性能仕様に適合することが保証されており、 −40℃～85℃ の拡張温度範囲で性能仕様に適合するように設計され、特性が評価されており、性能仕様に 適合すると予想されるが、 これらの温度ではテストされない。LT6600I-15は−40℃～85℃の温 度範囲で性能仕様に適合することが保証されている。 Note 8：入力は、 バック・トゥ・バック・ダイオードにより保護されている。差動入力電圧が1.4Vを 超える場合、入力電流は10mA未満に制限すること。 660015fb 3 LT6600-15 標準的性能特性 パスバンド利得と位相 0 0 VS = 5V GAIN = 1 TA = 25°C GAIN –1 1 180 0 135 –1 –2 90 –20 –3 45 GAIN (dB) –2 –30 –50 VS = 5V GAIN = 1 TA = 25°C –60 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 PHASE –4 0 –5 20 –6 15 –7 –135 –7 10 –8 –180 –8 5 –9 –225 –9 5 0 15 10 FREQUENCY (MHz) 20 100 45 40 20 0 15 –2 10 –4 5 –6 0 5 15 10 FREQUENCY (MHz) 20 25 DELAY (ns) 25 2 0 25 VS = 5V GAIN = 1 TA = 25°C 75 70 65 10 1 1 10 FREQUENCY (MHz) 60 55 50 100 30 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 660015 G05 100 660015 G06 歪みと周波数 –60 DISTORTION (dB) 60 PSRR (dB) VIN = 1VP-P VS = 5V GAIN = 1 TA = 25°C 35 0.1 0.1 70 50 40 30 VS = 3V VIN = 200mVP-P TA = 25°C V+ TO DIFFOUT –70 VIN = 2VP-P VS = 3V RL = 800Ω AT EACH OUTPUT GAIN = 1 TA = 25°C –80 –90 –100 100 600015 G07 4 0 40 –50 1 10 FREQUENCY (MHz) 25 45 電源除去比 0 0.1 20 同相除去比 80 10 15 10 FREQUENCY (MHz) 660015 G03 80 660015 G04 20 5 0 660015 G02 50 30 DELAY 4 25 –90 35 6 –4 CMRR (dB) 8 30 DELAY –45 OUTPUT IMPEDANCE (Ω) GAIN 10 40 35 –3 出力インピーダンス VS = 5V GAIN = 4 TA = 25°C 45 –6 パスバンド利得と遅延 12 50 –5 660015 G01 14 GAIN VS = 5V GAIN = 1 TA = 25°C DELAY (ns) –10 –40 GAIN (dB) 225 PHASE (DEG) GAIN (dB) パスバンド利得と遅延 1 GAIN (dB) 振幅応答 10 –110 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 660015 G08 DIFFERENTIAL INPUT, 2ND HARMONIC DIFFERENTIAL INPUT, 3RD HARMONIC SINGLE-ENDED INPUT, 2ND HARMONIC SINGLE-ENDED INPUT, 3RD HARMONIC 660015fb LT6600-15 標準的性能特性 歪みと信号レベル 歪みと信号レベル 2ND HARMONIC 1MHz INPUT –100 1 2 3RD HARMONIC, 10MHz INPUT –80 –90 2ND HARMONIC, 1MHz INPUT –100 3 5 4 –110 1 0 2 3 4 –70 –100 GAIN = 4, RL = 800Ω AT EACH OUTPUT TA = 25°C, 500mVP-P 1MHz INPUT –3 3 –2 –1 0 1 2 INPUT COMMON MODE VOLTAGE RELATIVE TO PIN 7 (V) 660015 G12 5 –110 –3 –2 –1 0 1 2 3 INPUT COMMON MODE VOLTAGE RELATIVE TO PIN 7 (V) 660015 G11 2ND HARMONIC, VS = 3V 3RD HARMONIC, VS = 3V 2ND HARMONIC, VS = 5V 3RD HARMONIC, VS = 5V 2ND HARMONIC, VS = ±5V 3RD HARMONIC, VS = ±5V –50 –60 –70 –80 –90 –100 –110 –1.5 –1 –0.5 0 0.5 1 1.5 2 VOLTAGE PIN 2 TO PIN 7 (V) 2.5 2VP-P 1MHz INPUT GAIN = 1, RL = 800Ω AT EACH OUTPUT TA = 25°C 660015 G13 合計電源電流と合計電源電圧 過渡応答 50 OUT– 200mV/DIV 45 TA = 85°C 40 TA = 25°C 35 OUT+ 200mV/DIV IN– IN+ 500mV/DIV TA = –40°C 30 25 20 –90 歪みと出力同相電圧 –80 –90 GAIN = 1 RL = 800Ω AT EACH OUTPUT TA = 25°C 2VP-P 1MHz INPUT –80 –40 2ND HARMONIC, VS = 3V 3RD HARMONIC, VS = 3V 2ND HARMONIC, VS = 5V 3RD HARMONIC, VS = 5V –60 –70 660015 G10 歪みと入力同相レベル –50 –60 INPUT LEVEL (VP-P) 660015 G09 –40 2ND HARMONIC, VS = 3V 3RD HARMONIC, VS = 3V 2ND HARMONIC, VS = 5V 3RD HARMONIC, VS = 5V –50 –100 3RD HARMONIC, 1MHz INPUT INPUT LEVEL (VP-P) DISTORTION COMPONENT (dB) 0 DISTORTION COMPONENT (dB) –90 3RD HARMONIC 1MHz INPUT VS = ±5V RL = 800Ω AT EACH OUTPUT –50 GAIN = 1 TA = 25°C –60 2ND HARMONIC, 10MHz INPUT –70 DISTORTION COMPONENT (dB) –80 –110 DISTORTION (dB) 2ND HARMONIC 10MHz INPUT TOTAL SUPPLY CURRENT (mA) DISTORTION (dB) 3RD HARMONIC VS = 3V 10MHz INPUT RL = 800Ω AT –50 EACH OUTPUT GAIN = 1 –60 TA = 25°C –70 歪みと入力同相レベル –40 –40 –40 2 10 4 6 8 TOTAL SUPPLY VOLTAGE (V) 12 100ns/DIV DIFFERENTIAL GAIN = 1 SINGLE-ENDED INPUT DIFFERENTIAL OUTPUT 660015 G15 660015 G14 660015fb 5 LT6600-15 ピン機能 IN とIN＋ （ピン1 、8 ） ：入力ピン。信号は同じ値の外部抵抗 RINを通して入力ピンの片方または両方に与えることができま す。差動入力から差動出力へのDC利得は536Ω/RINです。 ンデンサを使ってピン3とピン6をそれぞれグランドにバイパス します。 VOCM （ピン2） ：2番目のフィルタ段のDC同相基準電圧。 この値 差動出力です。 各ピンは100Ωと50pFの負荷の両方または片方 をドライブすることができます。 により、 フィルタの差動出力の同相電圧をプログラムします。 ピ ン2は高インピーダンス入力で、外部電圧リファレンスでドラ イブするか、 またはPCボード上でピン2をピン7に接続すること ができます。 ピン2は、 グランド・プレーンに接続されていない限 り、0.01μFのセラミック・コンデンサでバイパスします。 V＋とV （ピン3、6） ：電源ピン。3.3Vまたは5Vの単一電源(ピン 6を接地） では、高品質の0.1μFのセラミック・バイパス・コンデ ンサを正電源ピン(ピン3） から負電源ピン(ピン6） に接続する 必要があります。 バイパスはできるだけデバイスに近づけます。 両電源のアプリケーションでは、高品質の0.1μFセラミック・コ OUT＋とOUT （ピン4、5） ：出力ピン。 ピン4とピン5はフィルタの VMID （ピン7） ：VMIDピンは内部で電源の中点にバイアスされ ています(ブロック図を参照）。単一電源動作では、高品質の 0.01μFセラミック・コンデンサでVMIDピンをピン6にバイパスし ます。両電源動作では、 ピン7を質の良いDCグランドにバイパ スするか、 または接地することができます。 グランド・プレーン を使います。 グランドの質が良くないと、 ノイズと歪みが増加し ます。 ピン7はフィルタの初段の出力同相電圧を設定します。 そ のインピーダンスは5.5kΩで、外部の低インピーダンス電圧源 でオーバーライドすることができます。 ブロック図 VIN+ RIN IN+ VMID 8 7 V+ V– OUT– 6 5 11k 536Ω 固有の ローパス・ フィルタ段 11k 200Ω V– + OP AMP VOCM – – 200Ω + – VOCM + – + 200Ω 200Ω 536Ω 1 VIN– RIN IN– 2 3 4 VOCM V+ OUT+ 660015 BD 660015fb 6 LT6600-15 アプリケーション情報 です。同相出力電圧はピン2の電圧によって決まります。 ピン2 LT6600-15へのインタフェース 差動利得を536Ω/RINに設定するため、LT6600-15には値の等 はピン7に短絡されていますので、出力同相電圧は電源の中 しい2個の外部抵抗(RIN)が必要です。 フィルタへの入力はこ 点の電圧になります。 さらに、同相入力電圧はピン7の電源中 ＋ れらの外部部品に与えられる電圧V IN およびV IN です(図 点の電圧に等しくなることができます(「標準的性能特性」 の 1)。VIN＋とVINの間の差が差動入力電圧です。VIN＋とVIN 「歪みと入力同相レベル」 のグラフを参照)。 の平均が同相入力電圧です。同様に、LT6600-15のピン4と ピン5に現れる電圧V OUT＋とV OUT がフィルタの出力です。 信号をLT6600-15にAC結合する方法を図2に示します。 この ＋ ＋ V OUT とV OUT の間の差が差動出力電圧です。V OUT と 例では、入力はシングルエンドの信号です。AC結合を使うと、 VOUTの平均が同相出力電圧です。 シングルエンドまたは差動の信号を任意の同相レベルで処理 することができます。0.1μFのカップリング・コンデンサと536Ω 単一3.3V電源とユニティ・パスバンド・ゲインで動作し、入力 の利得設定抵抗により、ハイパス・フィルタが形成され、3kHz 信号がDC結合されているLT6600-15を図1に示します。同相 より下の信号を減衰します。 カップリング・コンデンサの値を大 入力電圧は0.5V、差動入力電圧は2VP-Pです。同相出力電圧 きくすると、 このハイパスの3dB周波数が比例して減少します。 は1.65V、差動出力電圧は15MHzより下の周波数では2VP-P 3.3V V 3 – VIN 536Ω 0.01µF + VIN 0 t VIN– – 7 VIN+ 1 V 3 1 2 0.1µF 3 4 + VOUT+ LT6600-15 2 8 –5 + 536Ω VOUT– 6 2 VOUT+ 1 VOUT– 0 660015 F01 t 図1 3.3V V 0.1µF 2 536Ω 1 7 1 VIN+ 0 t 0.1µF VIN –1 2 0.01µF + 8 536Ω – 0.1µF V 3 + 4 LT6600-15 – + 5 3 VOUT+ 2 VOUT– 1 6 VOUT+ VOUT– 0 660015 F02 図2 62pF 5V V – 3 VIN 133Ω 1 7 2 1 0 500mVP-P (DIFF) VIN+ VIN– + VIN t 2 0.01µF 133Ω 8 + – – 0.1µF V 3 + 4 LT6600-15 – + 6 2V 5 VOUT+ VOUT– 3 2 1 0 VOUT+ VOUT– 660015 F03 t 62pF 図3 660015fb 7 LT6600-15 アプリケーション情報 図3では、LT6600-15は12dBの利得を与えます。利得抵抗には オプションの62pFが並列に接続されており、15MHzの近くの パスバンドの平坦度を改善します。 同相出力電圧は2Vに設定 されます。 図4を使って、LT6600-15と電流出力DACの間のインタフェー スを決定します。利得(つまり 「トランスインピーダンス」)はA = VOUT/IINとして定義されます。 トランスインピーダンスを計算 するには、次式を使います。 A= 536 • R1 (Ω) (R1+ R2) R1＋R2 = 536Ωと置くと、利得の式はA = R1(Ω)と整理されま す。 DACのピンの電圧はR1、R2、 ピン7の電圧およびDACの出力 電流によって決まります。R1 = 49.9ΩおよびR2 = 487Ωのとき の図4について検討します。 ピン7の電圧は1.65Vです。DACピ ンの電圧は次式で与えられます。 R1 R1• R2 +I • R1+ R2 + 536 IN R1+ R2 = 77mV +IIN • 45.3Ω VDAC = VPIN7 • IINはIIN＋またはIINです。 この例のトランスインピーダンスは 49.8Ωです。 ネットワーク・アナライザを使ったLT6600-15の評価がありま す。 ソース・インピーダンスが50Ω、入力インピーダンスが50Ω のシングルエンドの装置を使ってLT6600-15の特性を評価す るのに使うことができる実験室のセットアップを図5に示しま す。 ユニティ・ゲインの構成では、LT6600-15は536Ωのソース抵 抗を必要としますが、 ネットワーク・アナライザの出力は50Ω負 荷抵抗用に較正されています。1：1のトランス、52.3Ωと523Ωの 抵抗は上の2つの制約を満たします。 トランスはシングルエンド のソースを差動信号に変換します。 同様に、大きな負荷抵抗に よりLT6600-15の出力の歪みが小さくなりますが、 それでもア ナライザの入力は標準50Ωです。図5の4：1の巻数の （16：1の インピーダンスの） トランスと2個の402Ω抵抗は、LT6600-15の 出力に1600Ωの差動負荷(つまり、各出力からグランドに800Ω 相当)を与えます。 ネットワーク・アナライザの入力から見たイン ピーダンスは依然として50Ωで、 トランスとアナライザの入力の 間のケーブルの反射を減少させます。 差動と同相の電圧範囲 LT6600-15内部の差動アンプにはフィルタに加わる最大ピー ク-ピーク間差動電圧を制限する回路が備わっています。 この 制限機能は内部回路での過度の電力消費を防ぎ、 出力の短 絡に対して保護します。 この制限機能は2VP-Pを超える出力信 号レベルで効果を発揮し始め、3.5VP-Pを超えると顕著になり ます。 これは図6に示されています。LT6600-15はユニティ・パス バンド・ゲインに設定されており、 フィルタの入力は1MHzの信 号でドライブされています。 LT6600-15の評価 LT6600-15の低インピーダンス・レベルと高周波数動作のた め、LT6600-15と他のデバイスの間の整合ネットワークに注意 を払う必要があります。前の諸例では、理想的なソース・イン ピーダンス(0Ω)と大きな負荷抵抗(1kΩ)を仮定しています。 イ ンピーダンスを考慮しなければならない実際的な例の1つに、 2.5V CURRENT OUTPUT DAC 0.1µF 3.3V NETWORK ANALYZER SOURCE 0.1µF IIN– R1 R2 0.011µF IIN+ R1 R2 1 3 7 – + 2 LT6600-15 8 + – 4 5 7 52.3Ω 2 8 VOUT– 523Ω – 3 + 4 COILCRAFT TTWB-16A 4:1 402Ω LT6600-15 – + 6 5 0.1µF 6 660015 F04 図4 VOUT+ 50Ω COILCRAFT TTWB-1010 1:1 523Ω 1 NETWORK ANALYZER INPUT 50Ω 402Ω 660015 F05 –2.5V 図5 660015fb 8 LT6600-15 アプリケーション情報 20 1dB COMPRESSION POINTS OUTPUT LEVEL (dBV) 0 85°C 3RD HARMONIC 85°C –20 –40 3RD HARMONIC 25°C –60 2ND HARMONIC 85°C –80 –100 LT6600-15は、電源の中点の電圧を中心にした信号や、単一 電源システムでグランドと正電圧の間で振幅する信号(図1)な ど、多様な入力信号を処理するように設計されています。入力 同相電圧(図1のV IN＋とVINの平均)の許容範囲は、電源電 圧レベルと利得設定によって決まります( 「標準的性能特性」 の 「歪みと入力同相レベル」 を参照)。 25°C 2ND HARMONIC, 25°C 0 1 4 3 5 2 1MHz INPUT LEVEL (VP-P) 6 7 660015 F06 図6.出力レベルと入力レベル、 差動1MHz入力、利得 = 1 この電圧制限はフィルタの出力段が電源レールに達するずっ と前に有効になりますので、図6に示されているデバイスの入 力/出力の振舞いは電源電圧に比較的依存しません。 LT6600-15内部の2個のアンプは、 それらの出力同相電圧を独 立に制御します(「プロック図」 を参照)。以下のガイドラインで は、 フィルタの性能を最適化します。 ピン7は0.01μF以上のコンデンサを使ってACグランドにバイパ スする必要があります。 ピン7は、V より少なくとも1.5V上から V＋より少なくとも1.5V下の間に留まる限り、低インピーダンス のソースからドライブすることができます。 内部抵抗分割器が ピン7の電圧を設定します。 内部の11k抵抗は十分整合してい ますが、 それらの絶対値は 20%変動する可能性があります。 このことは、外部抵抗ネットワークを接続してピン7の電圧を 変更する場合、考慮に入れる必要があります。 簡単にするため、 ピン2をピン7に短絡することができます。 異な る同相出力電圧が必要ならば、 ピン2を電圧源または抵抗ネッ トワークに接続します。3Vおよび3.3Vの電源では、 ピン2の 電圧は電源の中点のレベル以下にする必要があります。 たと えば、単一3.3V電源ではピン2の電圧を1.65V以下にします。 電源電圧が3.3Vより高い場合、 ピン2の電圧は(ピン7の電圧 1V)∼(ピン7の電圧＋2V)の範囲にします。 ピン2は高イン ピーダンス入力です。 同相DC電流 図1や図3のような、LT6600-15がローパス・フィルタ機能だけ でなく入力信号の同相電圧をレベルシフトするアプリケーショ ンでは、入力端子と出力端子の間のDC経路によってDC電流 が生じます。 これらの電流を最小に抑えて、電力消費と歪みを 減らします。 図3のアプリケーションについて検討します。 ピン7はLT660015内部の1番目の差動アンプ(「ブロック図」 を参照)の出力同 相電圧を2.5Vに設定します。入力同相電圧は0Vに近いので、 内部の536Ω帰還抵抗と外部の133Ω入力抵抗の直列結合 の両端には合計約2.5Vの電圧降下が生じます。 その結果生 じる各入力経路の3.7mAの同相DC電流はソースV IN＋とソー スV IN によって吸収する必要があります。 ピン2はLT660015内部の2番目の差動アンプの同相出力電圧を設定し、 した がって、 フィルタの同相出力電圧を設定します。図3の例では、 ピン2はピン7と0.5Vだけ異なりますので、追加の2.5mA(片側 で1.25mA)のDC電流が、1番目の差動アンプの出力段をフィ ルタ出力に結合している抵抗に流れます。 したがって、合計 9.9mAが同相電圧の変換に使われます。 図3の簡単な修正により、 DC同相電流が40%だけ減少します。 ピン7をピン2に短絡すると、両方のオペアンプ段の同相出力 電圧は2Vとなり、 その結果生じるDC電流は6mAになります。 もちろん、図3の入力をAC結合することにより、 同相DC電流を 2.5mAに減らすことができます。 660015fb 9 LT6600-15 アプリケーション情報 ノイズ LT6600-15のノイズ性能は図7の回路を使って評価することが できます。 2.5V 0.1µF RIN VIN 7 LT6600-15のノイズ出力は低く、 トランス結合ネットワークには 6dBの減衰があるので、 スペクトル・アナライザのノイズフロア を測定し、装置のノイズをフィルタ・ノイズの測定値から差し引 く必要があります。 (eO )2 – (eS )2 A さまざまなRINの値に対する標準的な入力換算積分ノイズを 表1に示します。 図8は、図7の測定装置を使ったLT6600-15の、周波数に応じ て変動するノイズ・スペクトル密度のプロットです(装置のノイ ズは測定結果から差し引かれています)。 表1. ノイズ性能 パスバンド 利得（V/V） RIN 入力換算積分ノイズ 入力換算積分ノイズ 10kHz∼15MHz 10kHz∼30MHz 4 133Ω 36μVRMS 51μVRMS 2 267Ω 62μVRMS 92μVRMS 1 536Ω 109μVRMS 169μVRMS 各出力のノイズは差動成分と同相成分を含んでいます。 トラン スまたはコンバイナを使って差動出力をシングルエンドの信号 に変換すると、 同相ノイズが除去され、 システムで達成可能な 真のS/Nの大きさが与えられます。逆に、各出力が個別に測定 され、 ノイズ電力が一緒に加算されると、 その結果計算される ノイズ・レベルは真の差動ノイズより高くなります。 8 RIN 4 + 6 50Ω 25Ω – 5 0.1µF 660015 F07 –2.5V 45 40 NOISE DENSITY (nVRMS/√Hz) eIN = 2 – + LT6600-15 35 30 25 図7 180 NOISE DENSITY, GAIN = 1x NOISE DENSITY, GAIN = 4x INTEGRATED NOISE, GAIN = 1x INTEGRATED NOISE, GAIN = 4x 160 140 120 100 20 80 15 60 10 40 5 20 0 0.01 0.1 INTEGRATED NOISE (µV) 例:デバイスを取り外し、25Ω抵抗を接地して(図7)、 スペクト ル・アナライザの全積分ノイズ(e S)を10kHzから15MHzまで測 定します。 デバイスを差し込み、信号源(VIN)を切断し、入力抵 抗を接地して、 フィルタからの全積分ノイズ(eO)を測定します。 信号源を接続し、周波数を1MHzに設定し、V INの測定値が 100mVP-Pを示すまで振幅を調整します。出力振幅(VOUT)を 測定し、パスバンド利得A = VOUT/VINを計算します。 ここで、 入力換算積分ノイズ(eIN)を次のように計算します。 1 SPECTRUM ANALYZER INPUT COILCRAFT TTWB-1010 25Ω 1:1 3 0 100 1 10 FREQUENCY (MHz) 660015 F08 図8. 入力換算ノイズ、利得 = 1 電力損失 LT6600-15アンプは小型パッケージで高速動作と大きな信号 電流を結合します。 ダイの接合部温度が150℃を超えないよう にする必要があります。LT6600-15のS8パッケージのピン6は リードフレームに溶接されており、 グランド・プレーンや大き なメタル・トレースに接続すると熱伝導が改善されます。 メタ ル・トレースとメッキ・スルーホールを使って、 デバイスの発生 する熱をPCボードの裏面に分散させることができます。 たとえ ば、2オンス銅の3/32インチFR-4ボードでは、LT6600-15のS8 パッケージのピン6に接続された合計660平方ミリメートル(PC ボードの各面で330平方ミリメートル)のトレースにより、熱抵 抗(θ JA)が約85℃/Wになります。 ヒートシンクとして機能する Vピンに接続された追加のメタル・トレースが無いと、熱抵抗 は約105℃/Wになるでしょう。熱抵抗を検討するとき、 ガイドラ インとして表2を使うことができます。 660015fb 10 LT6600-15 アプリケーション情報 表2. LT6600-15のSO-8パッケージの熱抵抗 表面 銅面積 (mm2) (mm2) 裏面 基板面積 (mm2) 熱抵抗 （接合部から周囲） 1100 1100 2500 65°C/W 330 330 2500 85°C/W 35 35 2500 95°C/W 35 0 2500 100°C/W 0 0 2500 105°C/W 接合部温度(T J)は周囲温度(TA)と電力損失(P D)から計算さ れます。電力損失は電源電圧(VS)と電源電流(IS)の積です。 し たがって、接合部温度は次式で与えられます。 TJ = TA＋(PD • θJA) = TA＋(VS • IS • θJA) 負荷インピーダンス、温度 ここで、電源電流(IS)は信号レベル、 および同相電圧に応じて変動します。 与えられた電源電圧に対し、 ワーストケースの電力損失は、差 動入力信号が最大、同相電流が最大(同相DC電流について は 「アプリケーション情報」 を参照)、負荷インピーダンスが小 さく、 周囲温度が最大のとき生じます。接合部温度を計算する には、 これらのワーストケースの条件で電源電流を測定し、表 2から熱抵抗を見積って、TJの式を適用します。 たとえば、差動 入力電圧が250mV、差動出力電圧が1V、 負荷抵抗なし、 周囲 温度が85℃の条件で図3の回路を使うと、電源電流(ピン3へ 流れ込む電流)の測定値は50mAです。銅トレースが35mm2の PCボードのレイアウトを仮定すると、θJAは100℃/Wです。 その 結果生じる接合部温度は次のようになります。 TJ = TA＋(PD • θJA) = 85＋(5 • 0.05 • 100) = 110℃ もっと高い電源電圧を使うとき、 または小さなインピーダンス をドライブするときは、TJを150℃より下に保つため、銅の量を 増やす必要があるかもしれません。 パッケージ S8パッケージ 8ピン・プラスチック・スモール・アウトライン(細型0.150インチ) (Reference LTC DWG # 05-08-1610) .050 BSC .189 – .197 (4.801 – 5.004) NOTE 3 .045 ±.005 8 .245 MIN .160 ±.005 6 5 .150 – .157 (3.810 – 3.988) NOTE 3 .228 – .244 (5.791 – 6.197) .030 ±.005 TYP 1 推奨半田パッド・レイアウト .010 – .020 × 45˚ (0.254 – 0.508) .008 – .010 (0.203 – 0.254) 7 .053 – .069 (1.346 – 1.752) 0˚– 8˚ TYP .016 – .050 (0.406 – 1.270) NOTE: インチ 1. 寸法は （ミリメートル） 2. 図は実寸とは異なる 3. これらの寸法にはモールドのバリまたは突出部を含まない。 モールドのバリまたは突出部は0.006"(0.15mm)を超えないこと .014 – .019 (0.355 – 0.483) TYP 2 3 4 .004 – .010 (0.101 – 0.254) .050 (1.270) BSC SO8 0303 660015fb リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は一切負い ません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料はあくまでも参考資 料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。 11 LT6600-15 標準的応用例 デュアルの整合したIとQのローパス・フィルタとADC (標準位相整合： 1度) 3V 0.1µF VCMA 3V 2.2µF 0.1µF RIN 536Ω 1 7 I 0.1µF 2 8 RIN 536Ω – 5.6pF 3 + 4 LT6600-15 + – 25Ω INA 5.6pF 25Ω 5 5.6pF 6 LTC2299 3V 0.1µF RIN 536Ω 1 7 Q 0.1µF 2 8 RIN 536Ω – 5.6pF 3 + 4 LT6600-15 + – 25Ω 5.6pF 25Ω 5 INB 5.6pF 6 GAIN = 536Ω/RIN VCMB 2.2µF 660015 TA02 関連製品 製品番号 説明 注釈 LTC 1565-31 650kHzリニアフェーズ・ローパス・フィルタ 連続時間、SO8パッケージ、完全差動 LTC1566-1 低ノイズ、2.3MHzローパス・フィルタ 連続時間、 SO8パッケージ LT1567 超低ノイズ、高周波数フィルタ・ビルディング・ブロック 1.4nV/√Hzオペアンプ、MSOPパッケージ、完全差動 LT1568 超低ノイズ、4次ビルディング・ブロック 最大10MHzまでのローパス・フィルタと バンドパス・フィルタのデザイン、差動出力 LT1993-X 低歪み、低ノイズ差動アンプ/ADCドライバ 6dB、12dBおよび20dBの固定利得 LT1994 低歪み、低ノイズ差動アンプ/ADCドライバ 調節可能、 ローパワー、VS = 2.375V∼12.6V ® LT6600-2.5 低ノイズ差動アンプおよび2.5MHzローパス・フィルタ 3V電源で86dBのS/N、SO-8 LT6600-5 低ノイズ差動アンプおよび5MHzローパス・フィルタ 3V電源で82dBのS/N、SO-8 LT6600-10 低ノイズ差動アンプおよび10MHzローパス・フィルタ 3V電源で82dBのS/N、SO-8 LT6600-20 低ノイズ差動アンプおよび20MHzローパス・フィルタ 3V電源で76dBのS/N、 SO-8 660015fb 12 リニアテクノロジー株式会社 〒102-0094 東京都千代田区紀尾井町3-6紀尾井町パークビル8F TEL 03-5226-7291 FAX 03-5226-0268 www.linear-tech.co.jp ● ● LT 0409 REV B • PRINTED IN JAPAN LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2005