Elektrotechniek en elektronica

Transimpedantieversterker-calculator

Zet sensorstroom om in spanning, kies een terugkoppelweerstand en schat capaciteit en bandbreedte.

01

Je invoer

Gebruik haalbare uitgangsspanningen uit het gegevensblad, niet de voedingsrails. De begrensde uitgang is een schatting.

Schatting met één pool. Neem sensor-, opamp- en parasitaire capaciteit mee; controleer ruis, ingangsbereik, stijgsnelheid en stabiliteit.

Positieve stroom vloeit de inverterende ingang in; Vout = Vref − Iin × Rf.

TI SBOA122

02

Je resultaten

Terugkoppelweerstand
—
Ideale weerstand
—
Ideale uitgangsspanning
—
Geschatte begrensde uitgang
—
Geschatte terugkoppelcapaciteit
—
Geschatte kleinsignaalbandbreedte
—
Stroombereik voor uitgangsgrenzen
—

Formule—

Weeg stroom-spanningsversterking, ruimte en bandbreedte af

Analyseer een ideale transimpedantieversterker of dimensioneer terugkoppelweerstand uit piekstroom en spanningsverandering. Vergelijk DC-uitgang met geschatte gecompenseerde bandbreedte. Het model veronderstelt een versterkerrespons met één pool, geen specifieke component.

Stap voor stap

  1. Kies analyse of ontwerp. Voer stroom met teken, referentie en terugkoppelweerstand of piekstroomdoel in gekozen eenheden in.
  2. Voer totale ingangscapaciteit, versterker-GBW en doelbandbreedte in. Voeg eventueel realistische uitgangsgrenzen toe.
  3. Bekijk uitgang, clipping, stroombereik en geschatte terugkoppelcapaciteit en bandbreedte. Geslaagde bandbreedtecontrole garandeert geen uitgangsruimte.

Instellingen en beperkingen

Terugkoppelweerstand
Rf zet stroom om in een geïnverteerde spanningsverandering. Ontwerpmodus rondt omlaag zodat piekstroom de gewenste spanningsverandering niet overschrijdt.
Capaciteit en GBW
Tel sensor-, versterkeringangs- en layoutcapaciteit mee. De compensatieschatting gebruikt een eenvoudig model; extra polen en parasieten kunnen stabiliteit veranderen.
Uitgangsgrenzen en doel
Uitgangsgrenzen begrenzen ideale DC-spanning en bepalen stroombereik. Doelbandbreedte wordt alleen vergeleken met de schatting, niet afgedwongen.

Uitgewerkt voorbeeld

Gebruik het voorbeeld: positieve stroom verlaagt uitgang onder referentie. Geschatte bandbreedte overtreft het doel en DC-uitgang blijft binnen grenzen.

Voorbeeldinvoer

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

Verhoog stroom zonder gewijzigde terugkoppeling. Uitgang kan begrenzen ondanks dezelfde bandbreedte; bekijk het getoonde stroombereik zonder clipping.

Vragen en probleemoplossing

Waarom verlaagt positieve stroom de spanning?

Getoonde stroomrichting voedt een inverterend somknooppunt. Omgekeerde stroom verandert de uitgangsverschuiving ten opzichte van de referentie.

Waarom kan geschatte terugkoppelcapaciteit nul zijn?

Bij lage ingangscapaciteit kan het eenvoudige model al genoeg gedempt zijn. Printparasieten en echte versterkereigenschappen blijven belangrijk.

Garandeert de bandbreedteschatting stabiliteit?

Nee. Controleer open-lusgedrag, compensatie, ruis, lekstroom, layout en uitgangsbereik met datablad en metingen.