Elektrotechnik und Elektronik

Transimpedanzverstärker-Rechner

Wandle Sensorstrom in Spannung um, wähle den Rückkopplungswiderstand und schätze Kapazität und Bandbreite.

Deine Eingaben

Berechnungsmodus

Eingangsstrom

Referenzspannung · V

Rückkopplungswiderstand

Gesamte Eingangskapazität · pF

Verstärkungs-Bandbreiten-Produkt · MHz

Zielbandbreite · kHz

Ausgangsgrenzen anwenden

Nutze erreichbare Ausgangsspannungen aus dem Datenblatt, nicht die Versorgungsschienen. Der begrenzte Ausgang ist eine Schätzung.

Minimum · V

Maximum · V

Einpolige Schätzung. Sensor-, Verstärker- und Streukapazität einbeziehen; Rauschen, Eingangsbereich, Anstiegsgeschwindigkeit und Stabilität prüfen.

Positiver Strom fließt in den invertierenden Eingang; Vout = Vref − Iin × Rf.

TI SBOA122

Deine Ergebnisse

Rückkopplungswiderstand: —

Idealer Widerstand: —

Ideale Ausgangsspannung: —

Geschätzter begrenzter Ausgang: —

Geschätzte Rückkopplungskapazität: —

Geschätzte Kleinsignalbandbreite: —

Strombereich für die Ausgangsgrenzen: —

Formel—

Strom-Spannungs-Verstärkung, Reserve und Bandbreite abwägen

Analysieren Sie einen idealen Transimpedanzverstärker oder dimensionieren Sie seinen Rückkopplungswiderstand aus Spitzenstrom und Spannungsänderung. Vergleichen Sie DC-Ausgang mit geschätzter kompensierter Bandbreite. Das Modell nimmt eine einpolige Verstärkerantwort an, kein bestimmtes Bauteil.

Schritt für Schritt

Wählen Sie Analyse oder Entwurf. Geben Sie vorzeichenbehafteten Strom, Referenz und Rückkopplungswiderstand oder Spitzenstromziel in gewählten Einheiten ein.
Geben Sie gesamte Eingangskapazität, Verstärker-GBW und Zielbandbreite ein. Ergänzen Sie bei Bedarf realistische Ausgangsgrenzen.
Prüfen Sie Ausgang, Clipping und Strombereich sowie geschätzte Rückkopplungskapazität und Bandbreite. Bestandene Bandbreitenprüfung garantiert keine Ausgangsreserve.

Einstellungen und Grenzen

Rückkopplungswiderstand: Rf setzt Strom in eine invertierte Spannungsänderung um. Der Entwurf rundet nach unten, damit der Spitzenstrom die gewünschte Spannungsänderung nicht überschreitet.
Kapazität und GBW: Berücksichtigen Sie Sensor-, Verstärkereingangs- und Layoutkapazität. Die Kompensationsschätzung nutzt das vereinfachte Modell; zusätzliche Pole und Parasiten ändern möglicherweise die Stabilität.
Ausgangsgrenzen und Ziel: Ausgangsgrenzen begrenzen die ideale DC-Spannung und definieren den Strombereich. Die Zielbandbreite wird nur mit der Schätzung verglichen, nicht erzwungen.

Durchgerechnetes Beispiel

Verwenden Sie das Beispiel: Positiver Strom senkt den Ausgang unter die Referenz. Die geschätzte Bandbreite übertrifft das Ziel; DC-Ausgang bleibt innerhalb der Grenzen.

Beispieleingabe

Iin = 10 µA; Vref = 2.5 V; Rf = 100 kΩ
Cin = 100 pF; GBW = 10 MHz; ft = 100 kHz
Vmin = 0 V; Vmax = 5 V

Erwartetes Ergebnis
Vout / Cf / BW / I	≈
Vout	1.5 V
Cf	5.639651 pF
BW	388.147316 kHz
Imin	−25 µA
Imax	25 µA

Erhöhen Sie den Strom bei unveränderter Rückkopplung. Der Ausgang kann trotz gleicher Bandbreitenschätzung begrenzen; prüfen Sie den Strombereich ohne Begrenzung.

Fragen und Fehlerbehebung

Warum senkt positiver Strom die Spannung?

Die gezeichnete Stromrichtung speist einen invertierenden Summenknoten. Umkehrung verändert die Ausgangsverschiebung relativ zur Referenz.

Warum kann die geschätzte Rückkopplungskapazität null sein?

Bei niedriger Eingangskapazität kann das vereinfachte Modell bereits genügend Dämpfung haben. Layoutparasiten und reale Verstärkereigenschaften bleiben relevant.

Garantiert die Bandbreitenschätzung Stabilität?

Nein. Prüfen Sie Leerlaufverhalten, Kompensation, Rauschen, Leckströme, Layout und Ausgangsbereich anhand von Datenblatt und Messungen.