Listrik dan elektronika

Kalkulator Penguat Transimpedansi

Ubah arus sensor menjadi tegangan, pilih resistor umpan balik, dan perkirakan kapasitansi serta lebar pita.

01

Nilai masukan

Gunakan tegangan keluaran yang dapat dipakai dari lembar data, bukan rel catu. Keluaran terbatas adalah perkiraan.

Perkiraan satu kutub. Sertakan kapasitansi sensor, penguat dan parasit; periksa derau, rentang masukan, laju perubahan dan kestabilan.

Arus positif masuk ke masukan pembalik; Vout = Vref − Iin × Rf.

TI SBOA122

02

Hasil Anda

Resistor umpan balik
—
Resistansi ideal
—
Tegangan keluaran ideal
—
Perkiraan keluaran terbatas
—
Perkiraan kapasitansi umpan balik
—
Perkiraan lebar pita sinyal kecil
—
Rentang arus untuk batas keluaran
—

Rumus—

Seimbangkan penguatan arus-tegangan, margin dan lebar pita

Analisis penguat transimpedansi ideal atau tentukan resistor dari arus puncak dan perubahan tegangan. Bandingkan keluaran DC dengan estimasi pita terkompensasi. Model mengasumsikan respons penguat berkutub tunggal, bukan komponen tertentu.

Langkah demi langkah

  1. Pilih analisis atau desain. Masukkan arus bertanda, referensi dan resistor umpan balik atau target puncak dalam satuan pilihan.
  2. Masukkan kapasitansi total masukan, GBW dan target pita. Tambahkan batas keluaran realistis bila perlu.
  3. Periksa keluaran, clipping, rentang arus, kapasitansi umpan balik dan estimasi pita. Pita memadai tidak menjamin margin keluaran.

Pengaturan dan batas

Resistor umpan balik
Rf mengubah arus menjadi perubahan tegangan terbalik. Desain membulatkan ke bawah agar arus puncak tidak melebihi perubahan tegangan yang diminta.
Kapasitansi dan GBW
Sertakan kapasitansi sensor, masukan penguat dan tata letak. Estimasi kompensasi memakai model sederhana; kutub tambahan dan parasit mengubah kestabilan.
Batas keluaran dan target
Batas membatasi tegangan DC ideal dan menentukan rentang arus. Target pita hanya dibandingkan dengan estimasi, tidak memaksakan pita itu.

Contoh pengerjaan

Gunakan contoh: arus positif menurunkan keluaran dari referensi. Estimasi pita melampaui target dan keluaran DC tetap dalam batas.

Masukan contoh

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
Hasil yang diharapkan
Vout / Cf / BW / I≈
Vout1.5 V
Cf5.639651 pF
BW388.147316 kHz
Imin−25 µA
Imax25 µA

Naikkan arus tanpa mengubah umpan balik. Keluaran dapat mencapai batas dengan estimasi pita sama; bandingkan rentang tanpa clipping yang ditampilkan.

Pertanyaan dan pemecahan masalah

Mengapa arus positif menurunkan tegangan?

Arah yang ditampilkan memasok simpul penjumlah pembalik. Membalik arus mengubah pergeseran keluaran terhadap referensi.

Mengapa kapasitansi umpan balik estimasi bisa nol?

Dengan kapasitansi masukan kecil, model sederhana mungkin sudah cukup teredam. Parasit papan dan penguat nyata tetap harus diperhatikan.

Apakah estimasi pita menjamin kestabilan?

Tidak. Verifikasi respons loop terbuka, kompensasi, derau, kebocoran, tata letak dan rentang keluaran melalui lembar data dan pengukuran.