מגברי תפעול (op-amps) הם העורכים של עיבוד אותות אנלוגי, המשרתים אינספור יישומים מתנייה ועד תקשורת מהירה גבוהה.בין אפשרויות עיצוב רבות העומדות בפני מהנדס, הברירה בין משוב מתח (VFA) לבין משוב נוכחי (CFA) להתנצלות עומדת כהחלטה בסיסית כי ישירות השפעות רוחב פס, נפיחות יקרה, התאמה כללית, בעוד שמפתחת את המהנדסים אלה יכולים לבצע שינויים פנימיים בלתי צפויים.

מימון של טפטים Feedback Amplifiers

מגברי משוב וולטאז הם הטופולוגיה הקלאסית של אומגה נלמדת ברוב הקורסים האלקטרוניקה המציגים.שלב קלט מורכב מצמד שונה (בעיקר זוג ארוך זנב) שממיר הבדל מתח קטן בין הפלט ולא מונע קלט לתוך זרם פלט זה מומר למתח דרך גבוה-מצטבר (השלב), ולבסוף ממול מתח קצר כל כך כדי למנוע את הפלט לתוך זרם הפלט שלו.

ב VFA, הרווח הסגור נקבע לחלוטין על ידי היחס של המתנגדים משוב.The FLT:0 [0]gain-bandwidth ProductFLT:1 (GBW) הוא קבוע: ככל שהרווח הסגור עולה, רוחב הפס הזמין יורד באופן יחסי. לדוגמה, VHz עם GBW של 10 מ"הרץ יש רוחב פס 1 ברווח של 10, ו- 100 מקומות מסחר רק גבוה יותר.

תכונות עיקריות של טפטים Feedback Amplifiers

  • (FLT:0) הפחתה גבוהה של תפוצה: 1FLT:1 שלב קלט שונה מציג תנופה גבוהה (בדרך כלל עשרות M ⁇ ב DC) לשתי קלטות, מה שהופך את VFAs אידיאלי עבור אותות חיישן קטן מבולגן ללא טעינה המקור.
  • (ב) תפוקה של תפוצה:0) תפוקה מספקת יכולת כונן חזקה (בדרך כלל עשרות הומס) כדי להניע עומסים קיבוליים או שלבים עוקבים.
  • (FLT:0) ליתר דיוק DCRE:FLT:1 VFAs בדרך כלל להשיג מתח נמוך מלמטה, הטיה נמוכה הנוכחית, ורווח פתוח גבוה, מה שהופך אותם מתאימים למכשור מדויק וסינון נמוך.
  • (FLT:0) רווח על פני טמפרטורה: FLT:1, רווח הסגור תלוי בעיקר ביחס התנגדות, אשר יכול להיות יציב מאוד עם מתנגדים מתכת סרט.

תגיות: Voltage Feedback Amplifiers

  • (ב) ,0) ,Bandwidth Limit at high-tainment:cioFLT:1) המוצר GBW הקבוע מגביל את רוחב הפס הבלתי ניתן להשגה כאשר יש צורך ברווח גבוה יותר.
  • (FLT:0) פיצויי אחריות: 1.VFAs דורשים קבלנים פיצוי פנימי כדי להבטיח יציבות על פני כל תצורה משוב; פיצוי זה מקטין את שיעור השברה ומגביל את המהירות האפשרית המקסימלית.
  • (FLT:0) שיעור הזחלים במתחים של אספקה נמוכה: ⁇ FLT ( 1:1) יש לטעון את מגבלת הפיצוי על ידי שלב הקלט הנוכחי, אשר בדרך כלל מוגבל, וכתוצאה מכך שיעור של כמה תנודתיים למיקרו-II עבור חלקים רבים תכליתיים.

מימון של מזון נוכחי Amplifiers

(הופנה מהדף ⁇ ) , (הופנה מהדף ⁇ ) , ⁇ ) , (ה) , ⁇ ⁇ ) ⁇ (ה) ⁇ ⁇ ⁇ ) ב-[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

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

מאפיינים מרכזיים של תוספי מזון נוכחיים Amplifiers

  • (FLT:0) שיעור גבוה של זחל: 1 משום שהצומת הפנימי של CFA פועל בשפל, ואת שיעור הסחוס אינו מוגבל על ידי capacitor פיצוי, CFAs להשיג באופן שגרתי שיעורי סלולים של 1,000 V / מיקרו או יותר, מה שהופך אותם אידיאלי עבור וידאו, RF, והנתונים במהירות גבוהה.
  • רוחב פס (FLT:0) לעומת רווח: FIRLT:1 (פס רוחב הפס סגור) נותר קבוע בערך כמו עלייה (עד כמה מאות), המאפשר עלייה גבוהה בתדרים גבוהים.
  • (FLT:0) ביצועים גדולים של חתימה:FLT:1 שיעור הזחל הגבוה מתורגם רוחב פס מעולה כוח מלא, המאפשר את המגבר להתמודד עם תנודות גדולות בתדרים גבוהים ללא עיוות.
  • (ב) [17] ,0) , ניכוי ה- CFA, אשר אינו מעצורים: (בדרך כלל כמה עשרות הומאים), אשר הוא תוצאה של ה-buffer ו transimpedance Topology.

תגיות: Feedback Amplifiers

  • (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [15] ,ב"ה' (ב"ב)"ה' (ב"ב)"ה' (ב"ב)"ה' (ב"ב)"ה')"ה' (ב')"ה')"ה'"ה' (ב')"ה'"ה')"ה'"ב'"ה'"ב'"ב"ה', "ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ב"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ב"ב"ה'"ה'"ה'"ה', "ה', "[[ה')"ב[[ה')"ב[[1924]], ב', ב')
  • (FLT:0) רעש ועיוות גבוה יותר: FLT:1 , CFAs בדרך כלל לייצר רעש מתח גבוה יותר מתח מתח מתח מאשר VFAs, ואת ביצועי עיוות שלהם יכול להיות רגיש ערכים המתנגדים החיצוניים. עבור יישומים נמוכים מאוד או לינאריות גבוהה מאוד, VFA מעוצב היטב עשוי לפרסם CFA.
  • (FLT:0 Temperature and Processרגישות:FLT:1) רווח רצף הפתוח משתנה יותר עם טמפרטורה ותהליך ייצור מאשר רווח המתח הפתוח של VFA, מה שהופך את הדיוק פחות צפוי בכמה יישומים מדויקים נמוך.

השוואה מפורטת: וולטאג לעומת ה- הנוכחית Feedback

כדי להנחות את תהליך הבחירה, מהנדסים חייבים להעריך כמה מדדים מרכזיים בצד.הסעיפים הבאים לשבור כל ציר ביצועים.

Bandwidth ולהשיג יחסים

(ב) למעצמות משוב מתח, המוצר הרווח-פסווי קבוע.Doubling the Close-loop win-halves the 3 dB רוחב פס זה יוצר משחק ישיר: שלבים גבוהים חייב לפעול בתדרים נמוכים יותר.בניגוד, המגבר הנוכחי שומר על רוחב פס קבוע על טווח רחב של רווחים, בתנאי LT:0RLTFalure 1Freapleir:2:

שיעור סלואו והתנהגויות גדולות

שיעור סלואו - השיעור המקסימלי שבו מתח הפלט יכול להשתנות - באופן ישיר מגביל את היכולת של המגבר לשחזר אותות amplitude גדולים בתדרים גבוהים. ב VFA, את השבב הפנימי (Miller capacitor) חייב להיות מואשם ושוחרר על ידי שלב הפלט הנוכחי, אשר בדרך כלל מוגבל כמה מאות מיקרו-מפונים.

שיקולים

(FLT:0) Input Impedance: FLT:1 VFAs מציעים תנופה גבוהה בשני קלטות (לעתים קרובות > 10 M ⁇ ב DC), אשר אידיאלי עבור חיישנים וחזית אנלוגית מדויקת מסתיימת.C, כמו יש אימפולס נמוך משמעותית בסימן החבוי (בדרך כלל 50 ⁇ עד 100 ⁇ ) ובאופן מתון גבוה למדי ב- unin-in-i למנוע את האות נמוך יותר (אך C.

(FLT:0Output Impedance: FLT:1hil) Both topologies יכול להשיג פלט נמוך (בדרך כלל מתחת 10 ⁇ Open-loop, ונמוך בהרבה בלולאה סגורה בשל משוב).

ביצועים רעש

משוב טפטוף בדרך כלל יש צפיפות מתח נמוך יותר מתח מתח מתח מתח ספקטרום (למשל, 1 nV / ⁇ Hz עבור חלקים פרמיה) מאשר מגברי משוב נוכחי (בדרך כלל 2-10 nV / ⁇ Hz) עבור מכפלי טרום-תזונה נמוכים, VFA הוא בדרך כלל מעדיף מגברי משוב נוכחיים לייצר רעש נוכחי יותר בגלל הקלט שלהם נמוך יותר, עם זאת, רמות גבוהות של רעידות C.

יציבות ושלב מרג'ין

[ה]הפסקה הפנימית היא חיזוק לאחדות-הגאין יציבה, כלומר שולי שלב נותרים מתאימים לרווחים סגורים עד 1. חלק מה-VFAs מתואמים ליישומים גבוהים יותר, המציעים רוחב פס טוב יותר במחיר של חוסר יציבות ברווחים נמוכים.

כוח אספקה ודיסיפוציה

CFAs פועל לעתים קרובות על מתחי אספקה נמוכים (למשל, ±5 V) ולספק זרמי פלט גבוהים, מה שהופך אותם מתאימים עבור מערכות ניידות ונשניות גבוהה. עם זאת, זרם ה ⁇ של CFA נוטה להיות גבוה יותר מאשר זה של VFA דומה כי השלבים של buffer ו transimpedance ampls דורש יותר כדי להשיג גבוה סולמות גבוהה יותר עבור יעילות נמוכה יותר.

יישום: מתי לבחור כל טופולוגיה

אף טופולוגיה אחת אינה נעלה באופן אוניברסלי, הבחירה תלויה בסדרי העדיפויות של העיצוב.

תוספי מזון ל-Volage Feedback Amplifiers Are Best For

  • מכשיר זהירות (הגדלים המשתנים, מגברי תרמוקופיל, חזית ECG מסתיימת) הדורש מתח נמוך וסחף נמוך.
  • מסננים פעילים עם מרווח יציב - פסווידנטי סחר (למשל, מסננים נמוכים עם תדרי חיתוך מתחת 1 MHz).
  • ממריצים מוקדמים לחיישנים כגון מיקרופון או פוטודיודות.
  • ממשקי חיישן בלחץ גבוה (pH, חיישנים אדזואלקטריים) שבו יש למזער את עומס הקלט.
  • יישומים הדורשים תנופה נמוכה מאוד של פלט ודיוק DC מדויק על הטמפרטורה.

תוספי מזון נוכחיים הם הטובים ביותר עבור

  • תקשורת מהירה גבוהה (הפצת וידאו, נהגי כבל, מגברי טרנססרנס אופטיים).
  • מעגלים של שליטה אוטומטית של רווחים רחב (AGC) שבו רווח חייב להשתנות תוך שמירה על רוחב פס קבוע.
  • דופק אדמירטורים ונהגי ADC הדורשים זמני יישבות מהירים (למשל, < 5 ns ל 0.1%).
  • מסננים פעילים בדרגה גבוהה, שבהם מגבלות קצב החיתוך היו גורמים אחרת לעיוות.
  • שלבים של פלט נוכחי גבוה (למשל, מנהלי דיודות לייזר) זקוקים הן מהירות והן לכונן פלט.

בחירת המגבר הנכון: פתרון מעשי

כאשר מתמודדים עם משימה בחירה של דגימה, בצע את השלבים האלה כדי לצמצם את הטופולוגיה:

  1. (FLT:0) לקבוע את רוחב הפס הסגור הנדרש ו-Getve.FLT:1 אם רוחב הפס ברווח הרצוי חייב לעלות על מה ש- VFA עם אותו GBW יכול לספק, סביר להניח ש- CFA הוא הכרחי.
  2. (FLT:0) אסתתת המקור אימפולסיבית (FLT:1 ), מקורות של התנגדות גבוהה (>10 k ⁇ ), VFA מעדיף להימנע מטענות. עבור מקורות להורדת נמוכה ( ⁇ 500 ⁇ ), CFA יכול לעבוד טוב.
  3. (FLT:0) דרישות שער מסה (FLT:1 ), למקם את רוחב הפס המלא של כוח-כוח באמצעות (טקסט {FPBW} = \frac text {SR}} {2\pi V {pk}}\ אם התדירות הגבוהה ביותר של האות הוכפלה על ידי פסגות ampude דורש שיעור סלולים מעל 100 / מיקרו, לשקול CFA.
  4. (FLT:0) הגבלות רעש צ'אק (Check) 1 (FLT:1), אם יחס האות לרעש חייב להיות טוב יותר מ -100 dB על רוחב פס של 1 MHz או יותר, נמוך-noise VFA הוא בדרך כלל הבחירה הבטוחה יותר.
  5. (ב) [ה]הדגש על יציבות ותגמולים [ה] לעיצובים הזקוקים ליציבות של אחדות-גאין ללא פיצוי חיצוני, VFA הוא פשוט יותר. A CFA דורש בחירה זהירה של FLT:2RIRFLT 3FLT 3FOVAFLT:4IRFLT:5 ופריסה- PCB כדי להימנע מבעיות חיקוי פרציטיות.

המונחים: high-Speed Layout and Feedback Networks

כאשר עובדים עם מהירות גבוהה CFAs (המוצרים של Gain-bandwidth >100 MHz), אפילו קפיאנטים טפיליים קטנים ו inductances יכולים לשנות באופן דרמטי את ביצועי המעגל.הנגד משוב צריך להיות ממוקם פיזית קרוב לסימון הקלט, ואת אורך עקבות PCB חיוני כדי להפחית את הסגת ה- Vaciance יש צורך לספק תשואה נמוכה, אבל ברור הוא צורך מתחת ל- 50 לחץ פנימי, אך ורק כדי להפחית את ה-Frecerecerecereceretive נשאר עמידים קריטי יותר, אבל יש להפחית את ה-recerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerecerety על מנת להפחית את ה-inttic נשאר עמידים על מנת להפחית את ה-inttic יש להפחית את ה-in .

nuance נוסף הוא הקשר בין עיוות לבין התנגדות משוב ב-CFAs. רבים של נתוני CFA מציינים את ה- CFA המומלצת:0RirFLT:1FilloFLT:2earFLT 3 הממזער גם את העיוות בין-מודול השלישי.הפעלה מחוץ לטווח זה יכול לדה משמעותית את הלינימיות.

מגמות עתידיות: זיוף התנצלויות ואדריכלות חדשה

תהליכים של Semiconductor מודרניים טשטשו את הקווים בין VFAs לבין CFAs. כמה יצרנים מציעים "המתה זמנית" דגימה המשלבת הן קלט שונה בסגנון VFA ואת שלב הפלט בסגנון CFA, השגת רוחב פס מתון וקצב גבוה סלואו ללא הקרבה של חנקן (G) אך גם מגבירים שונים לחלוטין (FDA) משתמשים לעתים קרובות באופן פנימי הנוכחי כדי להשיג משוב גבוה מאוד וקצבי רוחב פס רחב יותר (G) אפילו יותר של פעילות גופנית (G) אך גם כן, אך גם כן, אך גבוהה יותר (G) עדיין גבוהה יותר (G) עדיין גבוהה יותר (Gtravedd) עדיין גבוהה יותר (G) עדיין גבוהה יותר של גירוי גבוה יותר (G) עדיין גבוהה יותר, אך גם כן, אך ורק גבוהה יותר של גירוי).

עבור מהנדס התרגול, ה- לוקח המרכזי הוא כי שום מגבר אחד העליון של טופולוגיה שולט בכל המדדים.ממריצים משוב וולטאז מציעים דיוק DC לא תואם, רעש נמוך, ועומס קלט גבוה, מה שהופך אותם ברירת המחדל עבור רוב יישומים מהירים ונמוכים ביותר.

(ב) לקריאה נוספת על העבודה הפנימית של אלה להתנצלות, להתייעץ עם רשימות היישום של יצרנים מוליכים למחצה אנלוגיים גדולים.FLT:0Analog מכשירים "Current Feedback Aifiers"FLT:1 מספק סקר מעמיק של תורת CFA, בעוד ש-FLT:2Texas Instruments's Note "מאכילה של אופוסק לאחור לעומת ספקטרום הנוכחי Amback Amback Amback Ambackerds" מציע סקירה מעשית: ALT5FLTs: 2.

בין אם הפרויקט הבא שלך דורש את האמינות היציבה של מגבר משוב מתח או מהירות הלהבה של חלק משוב נוכחי, הבנה ברורה של ההבדלים ביניהם יבטיח המעגל שלך לעמוד במטרות הביצועים שלה בביטחון.