原创 一代SiPM读出测试系统在AD8000YRDZ使用中出现震荡问题

AD8000YRDZ使用中出现震荡问题

概述

SiPM读出系统硬件中关键元件包含有ADI的运算放大器AD8000YRDZ，在第一代测试系统硬件完成投板后测试的时候发现AD8000出现很严重的震荡现象。表现为示波器测量AD8000的输入输出均发现有高频振动，震荡波形表现位标准的正弦波。

本文记录该震荡问题的形成原因，以及震荡问题的解决。

测试系统针对AD8000的仿真结论

一代测试系统在新冠疫情前就已经开始启动，经过了长时间仔细讨论后形成了初步的硬件架构。在进行硬件原理图设计的同步过程中，使用Linear（现已被ADI收购）的LTSpice工具对AD8000组成的各种放大电路结构进行了仔细仿真，确认过电路功能。如图1所示，上半部分展示AD8000实现的反向放大电路示意框图，而下半部分则是仿真电路。该电路的仿真结果如图2所示，可以看到该电路输出结果在仿真的时候其输入电阻和反馈电阻在不同组合情况下是基本未产生任何影响，输出波形完美重叠。那么实际电路测试时，震荡产生的根源何在呢？通过检测电路，发现电路默认配置，恰如图1，即输入与反馈电阻均为50欧姆。由此我们分析是否是因为电阻使用选择不对，导致放大器产生了自激振荡。

图1：AD8000组成的反向放大示意图与仿真电路图

图2：AD8000反向放大电路的仿真结果，各种配置下，输出波形完美重叠

AD8000器件手册的建议

通过查看AD8000的器件手册，可以看出ADI对应AD8000的使用还是给出了特别建议，尤其是对应放大器的输入和反馈电阻。如图3所示，手册表5给出电阻的推荐选择，当然表5仅是针对正向放大器的情况。

图3：AD8000手册给出的输入电阻和反馈推荐选择

尽管我们的电路将AD8000配置成反向放大器，按照表5将输入和反馈电阻均修改为500欧姆后，发现该自激振荡问题得到了解决。