Texas Instruments LMH34400跨阻抗放大器是一款固定增益、单端跨阻抗放大器，用于光检测和测距（LIDAR）应用以及激光距离测量系统。LMH34400可产生1.0VPP 的输出摆动，并具有50nARMS 的输入参考噪声。

数据手册：*附件：Texas Instruments LMH34400跨阻抗放大器数据手册.pdf

LMH34400具有集成的100mA箝位，可保护放大器并使该器件能够在过载输入情况下快速恢复。LMH34400还具有集成的环境光抵消（ALC）电路，可用于替代光电二极管和放大器之间的交流耦合，以节省电路板空间和降低系统成本。在需要测量频率信号内容低于400kHz的情况下，应禁用ALC环路。

Texas Instruments LMH34400可以使用EN引脚置于低功耗模式，以在放大器未使用时节省功耗。该功能允许将几个LMH34400放大器多路复用到接收信号链的下一级输入，将EN控制引脚用作多路复用器选择功能。LMH34400提供单端输出，并针对基于时间-数字转换器（TDC）的LIDAR系统进行了优化。

特性

• 集成增益：40kΩ
• 性能，CPD = 1pF
  • 带宽：240MHz
  • 输入参考噪声：50nARMS
  • 上升和下降时间：1.5ns
• 集成的环境光抵消
• 集成100mA保护钳位
• 静态电流：20mA
• 低功耗模式电流：1.5mA
• 温度范围：–40°C至+125°C

功能框图

LMH34400 240MHz跨阻抗放大器技术解析与应用指南

一、产品概述

LMH34400是德州仪器(TI)推出的单端输出跨阻抗放大器(TIA)，专为激光雷达(LIDAR)和激光测距系统设计，具有以下核心特性：

• ‌固定增益‌：40kΩ（驱动100Ω负载时）
• ‌超宽带宽‌：240MHz（CPD=1pF时）
• ‌超低噪声‌：输入参考噪声50nARMS
• ‌集成功能‌：100mA保护钳位和背景光消除电路
• ‌工作温度‌：-40°C至+125°C

二、关键特性与技术优势

1. 核心性能参数

• ‌增益带宽积‌：9.6THz·Ω
• ‌瞬态响应‌：
  • 上升/下降时间：1.5ns
  • 过载恢复时间：18ns
• ‌输出特性‌：
  • 电压摆幅：1VPP
  • 驱动能力：±19mA(线性范围)
• ‌功耗‌：
  • 工作模式：20mA(典型)
  • 低功耗模式：1.5mA

2. 创新功能

• ‌集成100mA钳位‌：可将大输入电流(≤100mA)分流至VDD，防止放大器饱和
• ‌ 背景光消除(ALC) ‌：消除400kHz以下低频干扰，节省AC耦合元件
• ‌使能控制‌：支持多器件复用，EN引脚可作多路选择信号

3. 封装信息

• ‌DRL封装‌：SOT5X3(1.6mm×1.6mm)
• ‌引脚配置‌：
  1. IN：TIA输入
  2. VDD：3.3V供电
  3. EN：使能控制
  4. OUT：放大器输出
  5. GND：地
  6. IDC_EN：ALC使能

三、应用设计要点

1. 光电检测前端设计

‌关键参数计算‌：

• 跨阻增益：40kΩ(RL=100Ω)
• 带宽限制公式：BW ≈ 1/(2π·RT·CPD)
• 噪声优化：CPD每增加1pF，噪声增加约15nARMS

‌布局建议‌：

• 输入引脚下方去除地平面，减少寄生电容
• 电源去耦：0.1μF陶瓷电容+1μF钽电容组合
• 输出走线长度<25mm，避免90°拐角

2. 激光雷达信号链

典型配置方案：

1. 光电二极管阴极接IN，阳极接负压(-12V)
2. LMH34400输出接TLV3601比较器
3. 比较器输出接TDC或FPGA

‌时序设计‌：

• 脉冲宽度≥10ns时可获得完整响应
• 采用低色散比较器(如TLV3601)减少walk误差
• 阈值电压设置：VREF = 1V + (40kΩ×Imin)

四、典型应用电路

1. 电压源测试电路

![测试电路框图]

• 输入偏置电压：2.5V
• 50Ω阻抗匹配网络
• 输出分压比：1/2(需在计算中补偿)

2. 多器件复用方案

![复用方案框图]

• 使能引脚作为片选信号
• 最多支持4路并联
• 建议增加隔离电阻(RISO)抑制反射

五、性能优化指南

1. 带宽提升方法

• 选择低电容光电二极管(CPD<1pF)
• 优化PCB布局，减少寄生参数
• 禁用ALC环路(当f>400kHz时)

2. 噪声抑制技巧

• 电源去耦电容尽量靠近VDD引脚
• 采用星型接地拓扑
• 敏感信号用地平面屏蔽

六、应用领域

1. ‌自动驾驶‌：固态激光雷达接收通道
2. ‌工业机器人‌：避障与定位系统
3. ‌无人机‌：地形测绘与避障
4. ‌消费电子‌：扫地机器人导航
5. ‌安防监控‌：人员检测与跟踪