Elektro og elektronikk

Transimpedansforsterker-kalkulator

Konverter sensorstrøm til spenning, velg tilbakekoblingsmotstand og estimer kapasitans og båndbredde.

01

Dine verdier

Bruk brukbare utgangsspenninger fra databladet, ikke forsyningsskinnene. Begrenset utgang er et estimat.

Enpolet estimat. Ta med sensor-, opamp- og strøkapasitans; kontroller støy, inngangsområde, slew rate og stabilitet.

Positiv strøm går inn i den inverterende inngangen; Vout = Vref − Iin × Rf.

TI SBOA122

02

Dine resultater

Tilbakekoblingsmotstand
—
Ideell motstand
—
Ideell utgangsspenning
—
Estimat for begrenset utgang
—
Estimert tilbakekoblingskapasitans
—
Anslått småsignalbåndbredde
—
Strømområde for utgangsgrensene
—

Formel—

Balanser strøm-til-spenning-forsterkning, spenningsmargin og båndbredde

Analyser en ideell transimpedansforsterker eller dimensjoner tilbakekoblingsmotstanden fra toppstrøm og spenningsendring. Sammenlign likestrømsutgang med anslått kompensert båndbredde. Båndbreddemodellen antar en enpolet forsterkerrespons, ikke en bestemt komponent (DC).

Trinn for trinn

  1. Velg analyse- eller designmodus. Oppgi strøm med fortegn og referanse, deretter tilbakekoblingsmotstand eller toppstrømmål i valgte enheter.
  2. Oppgi samlet inngangskapasitans, forsterkerens GBW og ønsket båndbredde. Legg eventuelt inn realistiske utgangsgrenser.
  3. Kontroller utgang, klipping og strømområde sammen med anslått tilbakekoblingskapasitans og båndbredde. Godkjent båndbredde garanterer ikke utgangsmargin.

Innstillinger og begrensninger

Tilbakekoblingsmotstand
Rf omformer strøm til en invertert spenningsendring. Designmodus avrunder motstanden nedover, slik at oppgitt toppstrøm ikke overskrider ønsket spenningsendring.
Kapasitans og GBW
Ta med sensor-, forsterkerinngangs- og layoutkapasitans. Verktøyet anslår kompensasjon for en forenklet respons; ekstra poler og parasitter kan endre stabiliteten.
Utgangsgrenser og mål
Utgangsgrenser klipper den ideelle likespenningen og definerer strømområdet. Målbåndbredde sammenlignes bare med anslaget; den påtvinger ikke kretsen denne båndbredden (DC).

Gjennomgått eksempel

Bruk eksemplet nedenfor: positiv strøm senker utgangen under referansen. Anslått båndbredde overstiger målet, og likestrømsutgangen er innenfor grensene (DC).

Eksempel på inndata

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

Øk strømmen uten å endre tilbakekobling. Utgangen kan nå en grense selv med samme båndbreddeanslag; sammenlign vist strømområde uten klipping.

Spørsmål og feilsøking

Hvorfor senker positiv strøm spenningen?

Den viste strømretningen går inn i en inverterende summeringsnode. Reversert strøm endrer utgangsforskyvning i forhold til referansen.

Hvorfor kan anslått tilbakekoblingskapasitans være null?

Den forenklede modellen kan allerede ha nok demping ved lav inngangskapasitans. Dette gjør ikke kortparasitter eller virkelig forsterkeroppførsel uvesentlig.

Garanterer båndbreddeanslaget stabilitet?

Nei. Kontroller åpen-sløyfe-oppførsel, kompensasjon, støy, lekkasje, layout og utgangsområde mot datablad og målinger.