El och elektronik

Transimpedansförstärkare – kalkylator

Omvandla sensorström till spänning, välj återkopplingsmotstånd och uppskatta kapacitans och bandbredd.

Dina värden

Beräkningsläge

Ingångsström

Referensspänning · V

Återkopplingsmotstånd

Total ingångskapacitans · pF

Förstärknings-bandbreddsprodukt · MHz

Önskad bandbredd · kHz

Använd utgångsgränser

Använd tillgängliga utspänningar från databladet, inte matningsskenorna. Begränsad utspänning är en uppskattning.

Minimum · V

Maximum · V

Enpolig uppskattning. Ta med sensor-, operationsförstärkar- och strökapacitans; kontrollera brus, ingångsområde, stighastighet och stabilitet.

Positiv ström går in i den inverterande ingången; Vout = Vref − Iin × Rf.

TI SBOA122

Dina resultat

Återkopplingsmotstånd: —

Idealt motstånd: —

Ideal utspänning: —

Uppskattad begränsad utspänning: —

Uppskattad återkopplingskapacitans: —

Uppskattad småsignalbandbredd: —

Strömområde för utgångsgränserna: —

Formel—

Balansera ström-till-spänningsförstärkning, marginal och bandbredd

Analysera ideal transimpedansförstärkare eller dimensionera återkopplingsmotstånd från toppström och spänningsändring. Jämför DC-utgång med uppskattad kompenserad bandbredd. Modellen antar en förstärkarrespons med en pol, inte en viss komponent.

Steg för steg

Välj analys- eller konstruktionsläge. Ange ström med tecken, referens och återkopplingsmotstånd eller toppströmsmål i valda enheter.
Ange total ingångskapacitans, förstärkarens GBW och målbandbredd. Ange vid behov realistiska utgångsgränser.
Granska utgång, klippning och strömområde samt uppskattad återkopplingskapacitans och bandbredd. Godkänd bandbredd garanterar inte utgångsmarginal.

Inställningar och begränsningar

Återkopplingsmotstånd: Rf omvandlar ström till inverterad spänningsändring. Konstruktionsläget avrundar nedåt så angiven toppström inte överstiger önskad spänningsändring.
Kapacitans och GBW: Inkludera sensor-, förstärkaringångs- och layoutkapacitans. Verktyget uppskattar kompensation i förenklad modell; ytterligare poler och parasiter kan ändra stabiliteten.
Utgångs- och målgränser: Utgångsgränser klampar ideal DC-spänning och definierar strömområdet. Målbandbredd jämförs endast med uppskattningen; den framtvingar inte denna bandbredd.

Genomgånget exempel

Använd exemplet: positiv ström sänker utgången under referensen. Uppskattad bandbredd överstiger målet och DC-utgången ligger inom gränserna.

Exempel på indata

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

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

Öka strömmen utan att ändra återkoppling. Utgången kan nå en gräns trots samma bandbredd; jämför visat oklippt strömområde.

Frågor och felsökning

Varför sänker positiv ström spänningen?

Visad strömriktning matar en inverterande summanod. Omvänd ström ändrar utgångens förskjutning relativt referensen.

Varför kan uppskattad återkopplingskapacitans vara noll?

Den förenklade modellen kan redan ha tillräcklig dämpning vid låg ingångskapacitans. Kortparasiter och verkliga förstärkaregenskaper måste ändå beaktas.

Garanterar bandbreddsberäkningen stabilitet?

Nej. Kontrollera öppen-slinga-respons, kompensation, brus, läckage, layout och utgångsområde mot datablad och mätningar.