Elektryka i elektronika

Kalkulator wzmacniacza transimpedancyjnego

Przelicz prąd czujnika na napięcie, dobierz rezystor sprzężenia zwrotnego i oszacuj pojemność oraz pasmo.

Twoje dane

Tryb obliczeń

Prąd wejściowy

Napięcie odniesienia · V

Rezystor sprzężenia zwrotnego

Całkowita pojemność wejściowa · pF

Iloczyn wzmocnienia i pasma · MHz

Docelowe pasmo · kHz

Zastosuj granice wyjścia

Użyj osiągalnych napięć wyjściowych z dokumentacji, a nie szyn zasilania. Ograniczone wyjście jest szacunkiem.

Minimum · V

Maksimum · V

Przybliżenie jednobiegunowe. Uwzględnij pojemność czujnika, wzmacniacza i pasożytniczą; sprawdź szum, zakres wejścia, szybkość narastania i stabilność.

Prąd dodatni wpływa do wejścia odwracającego; Vout = Vref − Iin × Rf.

TI SBOA122

Twoje wyniki

Rezystor sprzężenia zwrotnego: —

Idealna rezystancja: —

Idealne napięcie wyjściowe: —

Szacowane ograniczone wyjście: —

Szacowana pojemność sprzężenia zwrotnego: —

Szacowane pasmo małosygnałowe: —

Zakres prądu dla ograniczeń wyjścia: —

Wzór—

Zrównoważ konwersję prąd-napięcie, zapas i pasmo

Analizuj idealny wzmacniacz transimpedancyjny lub dobierz rezystor z prądu szczytowego i zmiany napięcia. Porównaj wyjście DC z oszacowanym skompensowanym pasmem. Model zakłada jednobiegunowe wzmocnienie, nie konkretny element.

Krok po kroku

Wybierz analizę lub projekt. Podaj prąd ze znakiem, odniesienie i rezystor sprzężenia lub cel szczytowy w wybranych jednostkach.
Podaj łączną pojemność wejścia, GBW i docelowe pasmo. Opcjonalnie dodaj realistyczne limity wyjścia.
Sprawdź wyjście, obcinanie, zakres prądu, pojemność sprzężenia i oszacowane pasmo. Odpowiednie pasmo nie gwarantuje zapasu wyjścia.

Ustawienia i ograniczenia

Rezystor sprzężenia: Rf przekształca prąd w odwróconą zmianę napięcia. Projekt zaokrągla w dół, by prąd szczytowy nie przekroczył żądanej zmiany napięcia.
Pojemność i GBW: Uwzględnij pojemność czujnika, wejścia wzmacniacza i płytki. Kompensacja używa prostego modelu; dodatkowe bieguny i pasożyty mogą zmienić stabilność.
Limity wyjścia i cel: Limity ograniczają idealne napięcie DC i wyznaczają zakres prądu. Docelowe pasmo jest tylko porównywane z estymacją, nie wymuszane.

Przykład z omówieniem

Użyj przykładu: dodatni prąd obniża wyjście poniżej odniesienia. Pasmo przekracza cel, a wyjście DC pozostaje w granicach.

Przykładowe dane wejściowe

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

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

Zwiększ prąd bez zmiany sprzężenia. Wyjście może dojść do limitu przy tym samym paśmie; porównaj pokazany zakres bez obcinania.

Pytania i rozwiązywanie problemów

Dlaczego dodatni prąd obniża napięcie?

Pokazany kierunek zasila odwracający węzeł sumujący. Odwrócenie prądu zmienia przesunięcie względem odniesienia.

Dlaczego pojemność sprzężenia może być zerowa?

Przy małej pojemności wejścia model może mieć już odpowiednie tłumienie. Nie oznacza to pomijania pasożytów płytki czy rzeczywistego wzmacniacza.

Czy estymacja pasma gwarantuje stabilność?

Nie. Zweryfikuj otwartą pętlę, kompensację, szum, upływ, układ płytki i zakres wyjścia w dokumentacji i pomiarach.