【应用】仅0.8mv压降轨到轨输出的运算放大器，适应于光模块通信
在光模块产品中，实现光电转换是光模块基本功能之一。由于光信号被接收是一种非常弱的电流信号，需要通过模拟电路转换为电压信号，主流解决方案是采用运算放大器来设计。则运放IC的响应时间、带宽、信噪比等特性对光信号转换为电信号的成为关注的焦点。而我们今天推荐是SGMICRO(圣邦微)采用低噪音CMOS技术的运算放大器SGM8541XN5/TR，它的放大带宽为1.1Mhz，并且只有0.8mv压降的轨到轨输出完全可以适应于光模块通信。相比同行业的Maxim、ADI等公司的运算放大器来说，完全可以做到pin-pin兼容替换，同时又可以为光模块的BOM成本降低。
图1：SGM8541XN5/TR在光模块电路的机会
光模块框图包含发射端和接受端两部分，在发射端包括光信号发送电路、CDR时钟数据恢复电路、温控电路以及控制电路，采用输入均衡器、多速率CDR、EML（电吸收调制激光器）驱动器和APC集成的芯片驱动激光器实现电/光转换。而在接收端则是包括光接收电路、MCU控制电路，前端采用APD（雪崩光电二极管）将探测到的光信号转换成电信号，然后通过运放SGM8541XN5/TR进行放大整形后输出给MCU，MCU进行ADC采样。
在光接受端，为了满足光信号的能在达到0.1%可以被检测到，要求在运放倍数G=G+1.2情况下，运算放大器SGM8541XN5/TR会以5.3us时间内可以检测到0.1%的光信号。同时当运放增益超过设定值后，运算放大器SGM8541XN5/TR会在2.6us内完成自恢复功能。
由于接收端的电流信号在转换电压信号时候，是不允许引进其他干扰信号源，要求所设计的电路中的信噪比、纹波干扰能力要高，具有温度补偿功能。在f = 10kHz条件下，运算放大器SGM8541XN5/TR的电压噪声比为20nv/hz，同时运算放大器SGM8541XN5/TR内部自带有输入电压补偿系数为2.7uv/℃的功能，彻底解决光模块因长时间使用，信号被干扰漂移的技术问题。
目前，圣邦微的运算放大器SGM8541XN5/TR已经被部分光模块公司所采用，从实际测试波形来看，运算放大器SGM8541XN5/TR的输出完全可以接受前端APD的输出的电流信号，并且当电压波形较大时，运算放大器SGM8541XN5/TR的输出波形没有对其产生较大干扰。说明运算放大器SGM8541XN5/TR是可以使用在光模块通信产品中。
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产品型号
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品类
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CH
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SHDN
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Vᴄᴄ(Min)(V)
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Vᴄᴄ (Max)(V)
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Vᴏs(mV)
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Iq/CH(μA、nA、mA)
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Iʙ(pA)
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GBP(MHz、kHz)
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SR(V/ms、V/μs)
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Eɴᴏɪsᴇ(nV/√Hz、μVᴘᴘ)
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Package
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SGM8545
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低功耗运算放大器
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1
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N
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2.1
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5.5
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3.5
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48μA
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0.5
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1.1MHz
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520V/ms
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27nV/√Hz
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SOT-23-5
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