Электротехника и электроника

Калькулятор трансимпедансного усилителя

Преобразуйте ток датчика в напряжение, подберите резистор обратной связи и оцените ёмкость и полосу пропускания.

Ваши данные

Режим расчёта

Входной ток

Опорное напряжение · V

Резистор обратной связи

Суммарная входная ёмкость · pF

Произведение усиления и полосы · MHz

Целевая полоса пропускания · kHz

Применить границы выхода

Используйте достижимые выходные напряжения из документации, а не шины питания. Ограниченный выход — оценка.

Минимум · V

Максимум · V

Однополюсная оценка. Учтите ёмкость датчика, усилителя и паразитную ёмкость; проверьте шум, входной диапазон, скорость нарастания и устойчивость.

Положительный ток входит в инвертирующий вход; Vout = Vref − Iin × Rf.

TI SBOA122

Ваши результаты

Резистор обратной связи: —

Идеальное сопротивление: —

Идеальное выходное напряжение: —

Оценка ограниченного выхода: —

Оценка ёмкости обратной связи: —

Оценочная полоса малого сигнала: —

Диапазон тока для выходных ограничений: —

Формула—

Баланс преобразования ток–напряжение, запаса и полосы

Анализируйте идеальный трансимпедансный усилитель или подберите резистор по пиковому току и изменению напряжения. Сравните постоянный выход и оценку компенсированной полосы. Модель предполагает однополюсный усилитель, не конкретный компонент (DC).

Пошаговая инструкция

Выберите анализ или проект. Введите ток со знаком, опору и резистор обратной связи либо пиковую цель в выбранных единицах.
Введите общую входную ёмкость, GBW и целевую полосу. При необходимости задайте реальные пределы выхода.
Проверьте выход, ограничение, диапазон тока, ёмкость обратной связи и оценку полосы. Достаточная полоса не гарантирует выходной запас.

Настройки и ограничения

Резистор обратной связи: Rf преобразует ток в инвертированное изменение напряжения. Проект округляет вниз, чтобы пиковый ток не превышал требуемое изменение напряжения.
Ёмкость и GBW: Учитывайте ёмкости датчика, входа усилителя и платы. Оценка компенсации упрощённая; дополнительные полюса и паразиты меняют устойчивость.
Пределы выхода и цель: Пределы ограничивают идеальное постоянное напряжение и задают диапазон тока. Целевая полоса только сравнивается с оценкой, не навязывается схеме (DC).

Разбор примера

Используйте пример: положительный ток снижает выход ниже опоры. Оценка полосы выше цели, а постоянный выход остаётся в пределах (DC).

Пример исходных данных

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

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

Увеличьте ток без изменения обратной связи. Выход может ограничиться при той же полосе; сравните показанный диапазон без ограничения.

Вопросы и устранение неполадок

Почему положительный ток снижает напряжение?

Показанное направление питает инвертирующий суммирующий узел. Обратный ток меняет сдвиг выхода относительно опоры.

Почему оценка ёмкости обратной связи бывает нулевой?

При малой входной ёмкости упрощённой модели может хватать затухания. Это не позволяет игнорировать паразиты платы и реальный усилитель.

Оценка полосы гарантирует устойчивость?

Нет. Проверьте разомкнутую характеристику, компенсацию, шум, утечки, разводку и диапазон выхода по документации и измерениям.