ＯＰアンプ回路のインピーダンスマッチングで困っています

質問

｜＼
　V+ ─ R1 ┬──┤+　 ＼Rout
　　　　　　　 R2　　 ｜　　　　 >─┬─ Vout = ( R2/R1 )*( V+ - V- )
GND（0V）　┘　 ┌┤-　 ／　　　｜
　　　　　　　　　　│ │／　　　　　│
V-　─── R1 ┴── R2 ──┘

FPGAからLVDS出力する
V+：内部(出力)抵抗100Ω
V-：内部抵抗100Ω
オペアンプの入力抵抗値
Rin-:45Ω
Rin+:700kΩ
オペアンプの出力抵抗
Rout:10Ω(100Mhz使用するため。オペアンプの仕様書参照)
RL(Vout)の入力抵抗値:50Ω

以上の条件で
V+：矩形波100MHZ ＿|￣|＿|￣| (0101...)0が0V,1が1V
V-：矩形波100MHZ ↑の逆位相|￣|＿|￣|＿(1010...)0が0V,1が1V
の入力を行い、出力側(Vout)に-1、1、-1、1といったように±に振れている信号を作りたいと考えています。
この回路を作成するにあたり、インピーダンスマッチングを行う必要があるのですが(高周波を使用するため)、オペアンプの差動増幅回路の機能Vout = ( R2/R1 )*( V+ - V- )を保ちつつ、抵抗のみでインピーダンスマッチングしたいのですが、、、、うまくいきません。
( R2/R1 )を意識しなければマッチングはできるんですが、
差動増幅回路の機能を維持できません。
どうぞご教授よろしくお願いいたします。

OPアンプ仕様書
MAXIM社　MAX4225
​http://pdfserv.maxim-ic.com/jp/ds/MAX4223-MAX4228_jp.pdf#search='​ＭＡＸ4225'

回答No.3

inara1

電流帰還オペアンプを使った差動増幅器の電圧利得の計算方法を参考URLに書いておきました。
オペアンプの出力インピーダンス Ro は周波数によって変わります（データシート６ページ右上のOUTPUT IMPEDANCE vs. FREQUENCY参照）。Zt（Open-Loop Transresistance）はデータシートの２ページ目にはDCでの値しか出ていませんが、これも周波数によって変わります。MAX4225のSPICEモデルの特性では、周波数を f (Hz) としたとき
　　　Zt （Ω）= 2.5E6/√{ 1 + ( 2.5E-5*f )^2 }
となっています。f = 100MHz のとき、Zt = 1kΩ とかなり小さくなります。Zt が小さいときは厳密式で計算したほうがいいです。

回答No.2

inara1

参考URLのようにすれば±1Vのバイポーラ出力が得られます。ページ中央の「 ダウンロード[vip1145530.jpg] 」をクリックしてください。

LVDS信号の電流が非平衡にならないように、終端抵抗の両端の電圧を、入力インピーダンスの高いバッファで受けたほうが良いと思います（電流帰還オペアンプの＋入力のインピーダンス750kΩは100Ωに比べて充分大きいのでバッファアンプになります）。直接差動アンプを接続して、なおかつインピーダンス整合を取ることは可能ですが、そうすると、LVDS信号の一部がGNDラインに流れるので、信号ラインに流れる電流の対称性が崩れてしまいます。バッファの後の差動アンプで±電圧を作っていますが、50Ωの負荷を接続したとき、±1Vの信号となるように、差動アンプの電圧利得を2倍にしています。

回答No.1

inara1

gret444fさんはいろんなハンドルネームを持っていますね（akiram333、akiramax19、tanosin1）。

＞V+：内部(出力)抵抗100Ω、V-：内部抵抗100Ω
というのは、伝送路の特性インピーダンスが100Ωと解釈していいですか？
0V～1Vというのは、V+とV-の電圧のことですか？

だとしたら、インピーダンス整合をとりながら、オペアンプ出力を ( R2/R1 )*( V+ - V- ) とすることは可能です。少々時間をください。