מבוא

מגבר תפעולי מניע את שרשרת האות האנלוגיה באינספור יישומים - פלטי חיישן סינון, buffering ADC קלטות, ו-Loss Control דיוק סגרה. אתגר מתמשך אחד הוא העומס המפחיד המוצג בפלט המגבר.בין שמקורו כבל תזמון ארוך, מעבורת החלפת ADC, או עקבות parasitic, עומס עודף עומס יתר על פני השטח, מעוררות דיוק גבוה, וטכניקות קירור גבוהות.

המונחים: a Op-Amp Circuits

⁇ (ראה:0) ⁇ ⁇ :2 ⁇ FLT:2sph 3) הוא סך הציפוי הכולל של המגבר חייב לנהוג תוך שמירה על יציבות ו ליניאריות.הוא נע ממספר פיקופארדים ב Buffads במהירות גבוהה מאות ננופארים בעת נהיגה כבלים מגן ארוך או שערי מעבורת גדולה.

  • (FLT:0) ,bacitanceFLT:1 של השלב הבא - ADC sampling capacitors, פיזור קלטות, או מגבר אחר - המוצג ישירות בגליונות נתונים.
  • (FLT:0 interconnect parasicioticsFLT:1 מ עקבות PCB. A 10 ס"מ על מטוס קרקע על 1.6 מ"מ FR-4 סטנדרטי יכול להוסיף 10-20 pF, בעוד שעקבות רחבות יותר עבור נתיבי חשמל עשויים להוסיף יותר.
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ (ב) מכבלי קואקסיאלי או סרטון, המציגים עשרות עד מאות pF למטר. RG-58 coax, למשל, מוסיף בערך 100 pF /m.
  • (ב) ,0) מרכיבים של ההרחבה (FLT:1 ), כגון ESD diodes, ferrite beads, או EMI t t t tcapacitors להציב על הפלט - 100 pF משותף חנק עשוי להופיע שפיר אבל יכול לערער על מגבר מהיר.
  • (FLT:0) ציוד מיוחדFLT:1 - אפילו 10 pF oscilloscope בדיקה יכול לערער על עיצוב שולי, וטעינה קיבולית מבדיקות פעילות בלחץ גבוה לעתים קרובות להתעלם במהלך debug.

(ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] ב[[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]] ב[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]] [[[[1924]]]],

אתגר היציבות: שלב מרג'ין ואוסצלציה

יכולת במגברי הנקה שלילית נמדדת על ידי שולי שלב - ההבדל בין מעבר שלב לולאה מוחלט ו -180 מעלות בתדירות שבה לולאה עלייה בגודל טיפות ל-0 dB. שלב שולי מתחת 45 מעלות לייצר שיא וצלצול; שוליים ליד 0 ° גורם תנודות מתמשכת.

בתוך פנים לפצות את דגי ה-Ep-amps להשתמש בקוטב הדומיננטי כדי להשיג -20B / Dcade roll-off ולהבטיח מרווחי שלב 45°-60 מעלות תחת עומסים מנוגדים מוגדרים.

(ב) ויקרא י"ד): "[2] ויקרא:2=1/2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=2=]

שם (FLT:0)RirFLT:1[עריכת קוד מקור | עריכה]

נחשב לעוקב של מתח אגין אחד עם הקוטב הדומיננטי ב 10 הרץ ומוצר בעל פס גבוה של 10 MHz ללא טעינה כרציעה, שינוי שלב במעבר הוא סביב -90° (קוטב בולט בתוספת שלב עודף מפולטים מסדר גבוה), הניב מרווח נוח 60°.

גם ללא הסתמכות מלאה, שולי שלב מופחתים גורמים לפתרון, התיישבות ממושכת, ולהשיג שיא בתגובה לתדירות הסגורה-פרלופ. במערכות רכישת נתונים, זה מתורגם להעלאת שגיאות ההמרה ולצמצם מספר יעיל של ביטים (ENOB).

ניתוח מפורט של Capacitive Loading Dynamics

(ה) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(הנושא אינו מוגבל לתדרים גבוהים.אפילו מגברי אודיו המוליכים רמקולים אלקטרוסטטיים או כבלים ארוכים יכולים להתבודד בתדרים קוליים בשל עומס קיבולי.כלל מעשי: כאשר FLT:0fuaFLT:1puaFLT:2FOVAFLT 3:2FLT 3: 3 נופל בתוך עשור מעל תדירות חוצה האגרה, מפלס במהירות.

(ב) גם תדירות הקוטב אינטראקציה עם שיעור המגבר והתפוקה הנוכחית של התפוצה (מאגר MHz) עם FLT:0RIRFLT:1Oph:2sphir 3=100 ⁇ , 100 pF לטעון סגסוגת 15.9LHz - קרוב לעומס רוחב 470F טיפות את הקוטב ל-3.4, יתר על כן, תוספת של 100 psi יוצר פיזור גבוה יותר מ- 10:5 {\displaystyle \"מ-F} , אשר יכול להיות בעל ערך גבוה יותר מ- 15.9-F {\displaystyle 15.91, אשר יכול להיות בעל ערך גבוה יותר, אשר יכול להיות בעל ערך גבוה יותר, אשר יכול להיות מ-F.

השפעה על Op-Amp Performance Parameters

מעבר לתנוכה, טעינה קיבולית משחתה כמה מדדי ביצועים, אפילו במעגלים שנותרו יציבים.

Bandwidth ו-Get Peaking

בעוד שלב מתכווץ, התגובה התדירות סגורה מתפתחת שיא ליד קרוסבר. שולי של 30 מעלות יכול לייצר מעל 5 dB של שיא, לעוות אותות AC וצמצום רוחב פס שניתן לפורץ וידאו או אולטרסאונד preamplifiers, שיא כזה מציג טבעת התנגדות על הקצוות המהירים ויכול לגרום pixel פורח במערכות הדמיה.

« « « תזמון מהיר וקבוע זמן

(ה) שיעור הפלט הוא בעיקר תופעה גדולה, אך טעינה קיבולית מחמירה את הביקוש.שלב הפלט חייב לספק FLT:0IIRFLT:1outtureFLT:2=CearFLT 3Lreaph:4Lreaph:4) dVdtFLT:5 אם המגבר חסר מספיק הנוכחי, את הפלטים במגבלתו, להאריך את זמן קצר לאחר ריצוף של 16 סיביות.

רעש ומשמעת

להשיג שיא של רעש בלהקות התדר המושפעות, העלאת רצפת הרעש המשולבת.בנוסף, שלב הפלט הפועל ליד חוסר יציבות יכול להציג התנהגות לא ליניארית - באופן זמני הנוכחית וספיציונות חוצה - אשר מייצרים עיוות הרמוני. high-order הרמוניs מהתנהגות דמוית קרטון במהלך oscillation על ההתחלה הם מזיקים במיוחד במעגל אודיו ודיוקנים.

כוח אספקה Rejection ו- Common-Mode Rejection

שולי שלב מופחת גם מקטין את היכולת של המגבר לדחות את וריאציות אספקת החשמל ואת אותות נפוצים בתדרים גבוהים.זה יכול זוג להחליף את הרגולטור ישירות לתוך נתיב האות, הורדת הטווח הדינמי של המערכת.

אסטרטגיות מוכחות כדי להבטיח יציבות עם עומסי Capacitive

מהנדסים יש כמה טכניקות כדי לנטרל את ההשפעות של קיבולת עומס.בחירה נכונה תלויה דיוק DC, דרישות רוחב פס, ו-Compete ספירת סובלנות.

1 סדרה Isolation Resistor (RIRFLT:0 ISOIRLT)

(הופנה מהדף "התערות" (ב) "התערות" (ב) היא ה"התערות" (ה) ה"התערות" (ה) של ה[[המאה ה-20]], ו[[המאה ה-20]], ו[[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

ליישומים הדורשים דיוק DC גבוה יותר, ניתן לקחת משוב מהצד הרחוק של התנגדות הבידוד, הצבת ה-FLT:0RIRIRFLT:1 ISOFLT:203FLT 3 בתוך הלולאה "התגמול ב-In-loop" דורש לעתים קרובות קפיטור קטן נוסף במקביל לגיבוי לשמור על יציבות.

2.Subber Networks

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

3.עופרת (Fedback Capacitor)

(ב) ,[[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]] [[1924

4.התמדה החיצונית ומדכאים

דוגמאות דיוק רבות זמינות בגרסאות מחוסמות, שהן יציבות רק ברווחים סגורים מעל מינימום (למשל, רווח של 5 או 10) המגברים האלה מציעים רוחב פס גבוה יותר ורעש נמוך יותר, אך דורשים פיצוי חיצוני עבור עומסים קיבוליים.

בחירת Capacitive-Load-Friendly Amplifiers

(הופנה מהדף "הדחף של עומס עצום" בגליונות הנתונים שלהם, כולל גרמים של פתרון יתר מול FLT:0CIRFLT:1LigFLT:2sFLT 3:2, כולל גרפים של רזולוציה מינימלית של OLT:4RREFLT:5 ISOFLT 7) ערכים , Ampls עם מסילות רכבת-torail-Fback באמצעות מודלים של פיזור חיצוני, או מחסנים, למשל, ניתן להתייעץ עם מחסנים של 1 {\displaystyle \ n {x} פיזור חיצוני של מזהמים, ללא תכונות חיצוניות (FLT 7).

אפקטים רגישים ב Op-Amp שונים להתנצלות

לא כל ארכיטקטורות מגבר מגיבות זהה להטעה קיבולית.וולפס-נקה (VFB) מגברות הם בדרך כלל נדונים, אבל הנקה הנוכחית (CFB) ומגברים שונים לחלוטין יש התנהגויות נפרדות.

תכונות:Feedback Amplifiers

(ה) הגדלים של ה-CFB משתמשים בשלב קלט של פיזור גבוה יותר, ומהווים את הרווח של ה-FLT (הההההההה) שלהם, תלוי בערך התנגדות להישגים של ה-FLT (הההההההההה) של ה-FLT:2FLT 3, אשר מספק חסינות מסוימת ל-CFGPSIGPSI בדרך כלל נמוכה יותר מ-FER (הדגשה-F) ו-DIFLT) ל-DIFERFDIOFDIOFLT)

Amplifier

מכשירים אלה יש שני פלטים (חיוביים ושליליים) והם רגישים לחוסר איזון בעומס קיבול (התפוקה אחת רואה יעיל יותר FLT:0CIRFLT:1LigFLT:2 irFLT 3: אם הפריסה או רכיבי מסנן חיצוניים הם aסימטרי, גרימת שלבי תפוקה משותפת-מופרדת לעתים קרובות כוללים משובים משותפים-מומטריים כי הם גם מפריסהרגישים קריטיים.

דוגמאות עיצוב מעשי ושיקולים

(ב) עיין ב-DAC buffer (DAC buffer) בכבל של 2 מטר עם 100 pF / m capacitance לתוך ADC עם 10 הרץ pF sampling capacitor - total FLT:0CFLT 34:1Lrea:27.6FLT 3 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 10 F.

בתרחיש אחר, שלב שאינו מונע רווח של 10-10 שמניע הטבות מסנן קיבולי מ-2.2 pF capacitor על פני 9 k ⁇ משוב התנגדות. capacitor זה מציג אפס ב 8 MHz המפצה על רצועה ב 5 M, שחזור פעולה יציבה.בדוק עם SPICE כי זוג ה- Zero לא מקבל רעש נמוך יותר.

(ב) [15] ,[[1924]]]]]]: [[1924]]]]]]

המונחים: מינימיזציה Parasitic Capacitance

  • שמור על תווי תפוקת אורך קצר ככל האפשר. עבור אותות מהירים, להשתמש קווים מבוקרים-סרפס, אבל להימנע ריצות ארוכות על מטוסים קרקעיים מוצק אם קיבול הוא דאגה.
  • להסיר מטוס קרקע ישירות מתחת לפלט ומזמינים מגבר בעיצובים אולטרה-נמוכים, אם כי זה עשוי להגדיל את ההשכלה - איזון הוא חיוני.
  • מניחים את הרכיבים של בידוד או נחירות קרוב פיזית למזיף פלט סיכה לחסן חזרות לפני כל אורך של עקבות משמעותי. A 0603 התנגדות כמה מ"מ משם הוא הרבה יותר יעיל מאשר אחד להציב 5 ס"מ למטה את עקבות.
  • בעת נהיגה עומסים קיבוליים באמצעות מחברים, לטפל המחבר כקו שידור ולשקול סיום הסדרה בנהג. השתמש מחברים מוגנים כדי למזער פליטות קורנות.
  • השתמש באדמה לשפוך על השכבות הפנימיות אבל להימנע מהפיכה קיבולית בין עקבות פלט לבין מטוסים כוח.מיקרוסטריפ או טכניקות פסליין ניתן להשתמש כאשר יש צורך בשליטה מונעת, אבל להגדיל את הקפאה הפרסיטית.

סימבול ו-Verification

סימולציה SPICE היא בלתי נסבלת להערכת השפעות של יבולת עומסים.מודל ראוי לכלול את פלט הפלט הפתוח של הדגול - מודלים מקרויים מקרו מייצגים את זה במדויק.זרקת זיהום AC קטן בלחיצת משוב כדי להשיג את הרווח ואת נקודת המבט הישירה.

(ב) לקראת יתר (ב) (ב) ,(ב) ,(ה) ,(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

טכניקות מתקדמות

עבור עיצובים תובעניים, לשקול רשתות הזנת כפולה או פיצוי קזדן. A טכניקה המשמשת לעתים קרובות במגברי הזנה במהירות גבוהה של הנקה הנוכחית היא להוסיף אינדוקטור קטן (כמה עשרות ננו-הנצ'ים) בסדרה עם הפלט, אשר משפר את שולי שלב בתדרים גבוהים ללא אובדן DC של התנגדות.

גישה נוספת היא להשתמש ב- buffer עם פיצוי פנימי המיועד במיוחד עבור עומסים כבדים, כגון סדרת OPA192 מטקסס מכשירים, אשר יכול לנהוג עד 1 nF ללא מרכיבים חיצוניים. עבור עומסים גדולים מאוד (10–100 μF) באספקת חשמל או הפעלת מנוע יישומים, עוקב אחר אבן דרך שני שלבים עם כוח חיצוני מקומי וניתן לספק משוב גבוה הנוכחי.

מסקנה

ספיגה היא מציאות גופנית שמעצבים חייבים לנהל, לא לפחד.על ידי ניתוח הקוטב הנוסף שהוא מציג, לכמת את שולי שלב, ולבחור אמצעי נגד מתאים - בין אם התנגדות פשוטה לבידוד, נחירות, פיצוי מוביל או שילוב - מחוללי כוח יכולים לבנות מעגלים מגבר המספקים רוחב פס מובטח שלהם, יישב, ולהישאר יציבים בטווח של עומסים אמיתיים.

התחל כל עיצוב על ידי קטלוג של סך הציפוי של הפלט, ייעוץ גליון נתונים של דגימת דגימת סידן עבור תכונות כונן עומסי יבולי, וסימול את התרחיש הגרוע ביותר.עם פריסה זהירה ואסטרטגיה פיצוי הנכון, מעגלי דגי דגי דגי גרף יכול לנהוג בבטחה כבלים, ADC קלט, ופילטרים תגובתיים תוך שמירה על הדיוק והמהירות המודרנית יישומים.