跨阻放大仪是一种通用性运放电路,其输出电压在于键入电流量和意见反馈电阻器:
我经常见到图1所显示的电源电路,用以变大光电二极管的輸出电流量。基本上全部跨阻放大器电路都必须一个与意见反馈电阻并联的意见反馈电容器来赔偿放大仪反相连接点的寄生电容,进而维持可靠性。
有关应用运放电路时如何选择意见反馈电容器,有很多文章内容,但我觉得这是一个不正确的方式。
不管大家的半导体材料生产商坚信哪些,技术工程师们都不容易先挑选运放电路,随后根据它来搭建电源电路!大部分技术工程师最先列举一系列特性规定,随后找寻可以考虑这种规定的部件。
充分考虑这一点,最好是先明确电源电路中容许的较大 意见反馈电容器,随后挑选一个具备充足增益带宽积(GBW)的运放电路,便于与意见反馈电容器一起稳定工作。
下列是明确跨阻放大仪所需运放电路网络带宽的简易方式的流程。
流程1:明确较大 容许意见反馈电容器。
意见反馈电容器和意见反馈电阻器组成放大仪相频特性的顶点:
当頻率高过此顶点时,电源电路的变大倍率可能减少。较大 意见反馈电容器值可由意见反馈电阻器和需要网络带宽决策:
根据使意见反馈电容器相当于或低于公式计算3测算的值,我们可以保证 电源电路考虑网络带宽规定。
流程2:明确放大仪反相键入端电容器。
显示信息光电二极管的触碰电容器和放大仪的差分信号和共模键入电容器。这种值一般在运放电路和光电二极管的产品型号中出示。
从该图上能够清晰地看得出,CJ、CD和CCM2串联,因而反相键入端电容器为:
因为积分电路端接地装置,CCM1不容易提升键入电容器。这时,CD和CCM2很有可能还不知道,由于大家都还没挑选一个特殊的运放电路。
我经常把10美分加起來做为有效的可能。随后可以用精准的值来替代,以明确特殊的运放电路是不是适合。
如今大家早已明确了CF和CIN的值,如今我们可以测算出运放电路需要的网络带宽。我将在第二一部分详细介绍这类测算,并在设计方案实例中运用所述全过程。
在第一部分中,我详细介绍了跨阻放大仪需要的运放电路网络带宽的三步测算全过程中的前二步。在文中中,我不但将详细介绍最后一步,还将详细介绍一个应用此测算全过程的设计方案实例。
流程3:测算运放电路需要的增益带宽积
在基础的可靠性剖析以后,大家将掌握这一步身后的逻辑性。假如你只为测算,你能立即跳到公式计算5。图1显示信息了TINA-TI?电源电路。意见反馈控制回路被一个大电感器(L1)终断,电压源能够根据一个大电容器(C1)沟通交流藕合到控制回路。
该环城路在运放电路的輸出端终断,因而键入电容器的危害包括在剖析中。我们可以实行沟通交流传送特点,并应用后CPU形成开环增益(AOL)和噪音增益值(1/)曲线图。
1/曲线图有三个难题。最先,在下列頻率部位有一个零点:
高过该頻率,1/曲线图以每倍频程20dB的速度提升。接下去,在式子2的頻率部位有一个顶点:
这将造成 1/曲线图“弄平”。最终,1/曲线图将在下列頻率部位与迎角曲线图交叉:
在式子5中,fGBW是运放电路的企业增益值网络带宽。为了更好地维持可靠性,当1/曲线图变平常(假定运放电路具备平稳的企业增益值),迎角曲线图务必与1/曲线图交叉。当1/曲线图上升,假如迎角曲线图与1/曲线图交叉(如图4中虚线所显示),电源电路很有可能震荡。这能够让我们产生下列标准:
根据将fI和fp的公式计算列入该标准并求得企业增益值网络带宽,我们可以获得下列好用公式计算:
式子5清除了跨阻放大仪设计方案中挑选运放电路的难点。挑选具备充足网络带宽的运放电路不但能够保证 充足的信号带宽,并且有利于防止潜在性的可靠性难题!
如今,我将这一全过程运用于一个设计方案实例,并较为2个运放电路的电源电路特性。一个运放电路合乎大家测算的增益值和网络带宽规定,而另一个则不符。
最先,大家测算可以平稳电源电路并完成网络带宽总体目标的较大 意见反馈电容器:
接下去,大家将明确放大仪反相键入端电容器。大家不清楚CD和CCM2的值,由于大家都还没为电源电路挑选运放电路。请记牢,在第一一部分中,我建议10pF做为该电容器的有效电容器预测值。
最终,我们可以测算运放电路的增益值和网络带宽规定:
相位差裕量较为
相位差裕量是一个可靠性指标值,它能够将放大仪环城路增益值(AOL * )相位差与环城路增益值相当于0dB的部位处的180度开展较为。0度相位差裕量表明负的反馈已变成反馈调节,表明系统软件不稳定。
相位差裕量能够应用第二一部分(图1)的电源电路来精确测量,该电源电路能够终断意见反馈环城路。在AOL * 工作电压力度相当于0dB的頻率部位,能够精确测量AOL * 工作电压的相位差(Vout摄像头)。
反复OPA313的这类剖析能够得到 31.65度的相位裕度。在技术上讲,这些在这里相位差裕量下是平稳的,但它不容易被视作平稳的设计方案。假如造成很多那样的电源电路,因为运放电路性能参数的容时容差,在其中一些可能是不稳定的。
相位差裕量的减少也有别的危害。比如,它会造成 电源电路单位阶跃响应中的过冲和振铃难题。为了更好地表明这一实际效果,我应用暂态仿真模拟在电源电路键入端释放1uA电流量阶跃(IG1),并精确测量平稳到理想化值0.1%需要的時间。
(编辑:部分内容来互联网)