搜索

跨阻放大器的方方面面!

[复制链接]
244|6
 楼主 | 2020-2-20 20:11 | 显示全部楼层 | 奖励家园币|阅读模式

麻雀虽小,五脏俱全。
下图所示电路,可以说是电路,也可以说是系统,几乎所有模电理论或分析技术,都要/能派上用场。


826105e4e771e8e377.png




使用特权

评论回复
 楼主 | 2020-2-20 20:30 | 显示全部楼层 | 奖励家园币
本帖最后由 xuku977 于 2020-2-20 20:31 编辑


在基本模电的基础上,碰到的第一个问题,就是光电二极管的建模,有了模型,才有可能用基本电路原理求解各个性能参数。

这个二极管的最基本模型,是理想二极管并联RC和电流源:


80905e4e7b7b7d577.png

图中ip表示光产生的电流。
把这个模型代入原电路,就可以把问题转换为普通的有源电路。







使用特权

评论回复
 楼主 | 2020-2-20 20:39 | 显示全部楼层 | 奖励家园币
本帖最后由 xuku977 于 2020-2-20 20:51 编辑

理论上,光二极管后加个电阻,把电流转换成电压,然后用跟随器隔离一下,这个电路就可以工作了:


343205e4e7dac87026.png




实际上为何不能这么用?

原因很多,其中之一是带宽太窄:


445825e4e7ea09ef26.png



如上图所示,电阻的量级是很高的,运放的输入电容大约是若干pF,加上光二极管较大的等效电容,电路的3分贝带宽高不了。
而且想增大增益,就要增大RL,让同样的电流ip产生更大的电压,但是根据上图fp的表达式,增大RL直接降低带宽,也就是说,这里有增益带宽积折中的限制。


所以,最基本的I-V转换器多采用下图:


31815e4e7fd52d35a.png



如上图所示,利用运放的输入虚短特性,直接把光二极管虚短掉,信号电压约为零,输入电容也约为零。






使用特权

评论回复
 楼主 | 2020-2-21 12:17 | 显示全部楼层 | 奖励家园币
本帖最后由 xuku977 于 2020-2-21 12:20 编辑

来看上面最基本电路的稳定性。



787235e4f597743762.png



图中的电容C是光二极管和运放的共模输入电容之和,由于Rf和C构成1/beta的零点,所以闭环响应有尖峰甚至不稳定。

所以他这个电路加了补偿电容:


740465e4f59f77a5e6.png



加入补偿电容之后,1/beta变成这个样子:

958675e4f5a89731e4.png





使用特权

评论回复
 楼主 | 2020-2-21 12:22 | 显示全部楼层 | 奖励家园币
本帖最后由 xuku977 于 2020-2-21 12:39 编辑

那么补偿电容Cf应该如何确定呢?【看原帖,作者是乱调的,调整电容和电阻,看示波器波形变化。】


第一步,通过查阅芯片的datasheet,或者是实测,确定运放的带宽fc,据此确定等效电容Cc:

403265e4f5b7cc5497.png



如果Ci和Cc同量级或是大于后者,那么对于45°相位裕度,补偿电容应该取两个电容的几何平均(略大一点)。


166985e4f5c927a7e0.png





补偿过后,他又在输出端加了个所谓的隔直电容:


53495e4f5d538852a.png



前面的补偿又废了,前功尽弃。





使用特权

评论回复
| 2020-2-21 19:43 | 显示全部楼层 | 奖励家园币
好贴

使用特权

评论回复
 楼主 | 2020-2-21 20:15 | 显示全部楼层 | 奖励家园币


原帖说传输线较长,相当于较大的容性负载,此时需要这样补偿:


659985e4fc9c104253.png



上面给出了初始调试值,在此基础上,边看示波器,边微调元件值。






使用特权

评论回复
扫描二维码,随时随地手机跟帖
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

我要发帖 投诉建议 创建版块 申请版主

快速回复

您需要登录后才可以回帖
登录 | 注册
高级模式

论坛热帖

关闭

热门推荐上一条 /5 下一条

在线客服 快速回复 返回顶部 返回列表