Sähkö ja elektroniikka

Transimpedanssivahvistimen laskuri

Muunna anturivirta jännitteeksi, valitse takaisinkytkentävastus ja arvioi kapasitanssi ja kaistanleveys.

Syötetyt arvot

Tulokset

Takaisinkytkentävastus: —

Ideaalinen vastus: —

Ideaalinen lähtöjännite: —

Rajattu lähtöarvio: —

Arvioitu takaisinkytkentäkapasitanssi: —

Arvioitu piensignaalikaistanleveys: —

Lähtörajoja vastaava virta-alue: —

Kaava—

Tasapainota virta-jännitevahvistus, jännitevara ja kaistanleveys

Analysoi ideaalinen transimpedanssivahvistin tai mitoita takaisinkytkentävastus huippuvirrasta ja jännitemuutoksesta. Vertaa tasavirtalähtöä arvioituun kompensoituun kaistanleveyteen. Malli olettaa yksinapaisen vahvistinvasteen, ei tiettyä komponenttia (DC).

Vaihe vaiheelta

Valitse analyysi tai suunnittelu. Syötä etumerkillinen virta, referenssi ja takaisinkytkentävastus tai huippuvirtatavoite valituissa yksiköissä.
Syötä kokonaistulokapasitanssi, GBW ja tavoitekaistanleveys. Lisää tarvittaessa realistiset lähtörajat.
Tarkista lähtö, leikkautuminen, virta-alue sekä arvioitu takaisinkytkentäkapasitanssi ja kaista. Hyväksytty kaista ei takaa lähtövaraa.

Asetukset ja rajoitukset

Takaisinkytkentävastus: Rf muuntaa virran invertoiduksi jännitemuutokseksi. Suunnittelu pyöristää alaspäin, jotta huippuvirta ei ylitä pyydettyä jännitemuutosta.
Kapasitanssi ja GBW: Sisällytä anturin, vahvistintulon ja piirilevyn kapasitanssit. Kompensaatioarvio käyttää yksinkertaista mallia; lisänavat ja loissuureet muuttavat vakautta.
Lähtörajat ja tavoite: Lähtörajat rajoittavat ideaalista tasajännitettä ja määrittävät virta-alueen. Tavoitekaistaa vain verrataan arvioon; sitä ei pakoteta (DC).

Esimerkkitehtävä

Käytä esimerkkiä: positiivinen virta laskee lähdön referenssin alle. Arvioitu kaista ylittää tavoitteen ja tasavirtalähtö pysyy rajoissa (DC).

Esimerkkisyöte

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

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

Kasvata virtaa muuttamatta takaisinkytkentää. Lähtö voi saavuttaa rajan samalla kaista-arviolla; vertaa näytettyä leikkautumatonta virta-aluetta.

Kysymykset ja ongelmanratkaisu

Miksi positiivinen virta laskee jännitettä?

Näytetty suunta syöttää invertoivaa summasolmua. Virran kääntäminen muuttaa lähdön siirtymää referenssiin nähden.

Miksi arvioitu takaisinkytkentäkapasitanssi voi olla nolla?

Pienellä tulokapasitanssilla malli voi olla jo riittävästi vaimennettu. Piirilevyn loissuureita ja todellista vahvistinta ei silti voi sivuuttaa.

Takaako kaista-arvio vakauden?

Ei. Tarkista avoimen silmukan toiminta, kompensointi, kohina, vuoto, layout ja lähtöalue datalehdestä ja mittauksista.