מבוא ל-Amplifier Circuits

(הזריקה היא מושג בסיסי בעיצוב מעגלים אלקטרוניים, במיוחד במערכות מגבר שבו היא מעצבת פרמטרים ביצועיים מרכזיים.על ידי הסרת חלק מהתתתת הפלט בחזרה לקלט, מהנדסים יכולים לשלוט על רווח, להפחית עיוות, ולשנות את ההתנהגות הזמנית של המעגל מספק שני פרמטרים קריטיים מושפעים משוב ביקורתי הם FLT:0slew rateF:1LT ו-FLT:2 תגובה דינמית: 3.

תוצאות של Sew Rate ו- Dynamic Response

שם מקור: Definition and Significance

(ב) ,0 slewentialw Rate (FLT:1) של מגבר מוגדר כקצב מקסימלי של שינוי של מתח הפלט, בדרך כלל בא לידי ביטוי בתנופים למיקרו-שניות (V/μs) של אותות מגבר מהיר, אשר נקבע במהירות של גובה של ניכוי גבוה, כלומר, קצב הפחתת תשלום פנימי זמין לפיצול או פיצויי:

תגובה דינמית: Bandwidth, Transient Behavior, and Stability

(ב) ,0) תגובה דינמית (FLT:1) כוללת את היכולת של המגבר לשחזר במדויק אותות של זמן-מה.

  • (ב) [15] ,(בנדר) , כרך התדירות שעליו רווח המגבר נותר קבוע יחסית.זה מתבטא לעתים קרובות כפס רוחב פס של אחדות (GBW) בדגמי אפי.
  • (ב) ,0) תגובה לאחור (FLT:1) - כיצד הפלט מתנהג כאשר נתון לשינויים פתאומיים (למשל, עלייה בזמן, פתרון יתר, זמן יישב).
  • (ב) ⁇ :0) ,StabilityFLT:1 - הנטייה של המגבר להימנע מחנק או טבעת מוגזמת כאשר משוב מוחל.זה מוגדר על ידי שולי שלב ורווח שולי.

תגובה דינמית קשורה קשר אינטימי לקוטבים הפנימיים של המגבר ואפסים, משוב ממלא תפקיד מרכזי בעיצוב המאפיינים האלה.

משככי כאבים ומעמדם

משככי כאבים שליליים לעומת משככי כאבים חיוביים

משוב יכול להיות שלילי או חיובי. משוב שלילי מחזיר אות שמתנגד קלט, צמצום הרווח הכולל אך שיפור לינאריות, רוחב פס ויציבות. משוב חיובי מחזק את הקלט, עלול לגרום oscillation או היסטריה (שימוש בנספחים ואוסלוטורים). ברוב המגברים ליניאריים, משוב שלילי הוא מועסק.

סוגים של משככי

  • (ב) [15] ,0) , הגרלות (Series-shunt) 1FLT: מתח משוב פרופורציה למתח הפלט, החל בסדרה עם קלט. Common in non-inverting amplifiers.
  • (ב) [15] ,0) ,Current-series (סדרה-series)FLT:1: מתח משוב פרופורציה לתפוקה הנוכחית.
  • (ב) ⁇ :0) ,(התחילה (התחילה) ⁇ :1: משוב היחס הנוכחי למתח הפלט.
  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כל טופולוגיה משפיעה על קלט ופלט מעכבת אחרת, ושינויים אלה משפיעים באופן עקיף על שיעור סלולים ותגובה דינמית עקב עומס אפקטים ומגבלות רוחב פס.

השפעה מפורטת של Feedback על Slew Rate

כיצד Feedback מקטין את ה-Silew Rate

בדגימה טיפוסית עם משוב שלילי, capacitor פיצוי הפנים בנוי לתוך המעגל כדי להבטיח יציבות, במיוחד ברווחי אחדות.רשת משוב אינה משנה ישירות את גבול קצב הזינוק הפנימי (התחילה בשלב הקלט הנוכחי ואת קצב ההחזר), אבל זה משפיע על קצב ההפחתה החיצוני של האותות, אך ורק על ידי מקבל משוב רחב יותר, אך ורק על ידי קצב ההפחתה גבוהה יותר, אם זה לא ניתן להפחתה גבוהה יותר, אך ורק על ידי קצב הפחתת קצב ההפחתה פנימית, אך ורק כך, אך ורק יותר, אם כן, אם כן, הוא למעשה, הוא למעשה, הוא פחות משקף את קצב ההפחתה משמעותית יותר, אם זה יכול להיות נמוך יותר, אם זהה, אם זהה, אם זהה, הוא למעשה, הוא פחות גבוה יותר, אם כי הוא למעשה, הוא נמוך יותר, הוא למעשה, אם זהה, אם זהה של קצב הפחתת קצב הפחתת קצב הפחתת קצב הפחתת קצב הפחתת קצב הפחתת קצב הפחתת קצב הפחתת קצב הפחתת קצב הפחתת קצב הפחתת קצב ההפחתה גבוהה יותר, אך ורק יותר, אך ורק יותר, אך ורק יותר, אם זהה של קצב ההפחתה גבוהה יותר, אם זה יכול להיות נמוך יותר, אך ורק יותר, אם זה

תכונות: סיפור אחר

ב-[[1924]], [[1924]], [[1924]], שיעור ה-SEC אינו מוגבל על ידי זרם הטעינה של כרובו של קיבולטור, משום שהצומת הפנימי הוא אימפולס נמוך במקום, שיעור הזחל יכול להיות גבוה מאוד, מוגבל רק על ידי שלב הפלט וקצבות רוח רפאים לא תקין.

מדדים ניסיוניים

(הופנה מהדף LM741) מראה שיעור קבוע של 0.5 V/μs ללא קשר לרווח משוב (כל עוד המגבר אינו מונע לתוך חוסר לינאריות) אך כאשר המגבר אינו משקף את קצב הפלט ההפוך לדרגה גבוהה יותר, אך הוא אינו משקף את קצב ההפחתה של מספר ה- 1 להפחתה מהירה יותר.

השפעה על הזנת תגובה דינמית

הרחבה בBandwidth

(ב) אחד ההשפעות החשובות ביותר של משוב שלילי הוא הרחבה של רוחב פס.עבור מגבר עם ההרחבה הפתוחה (FLT:0AcioFLT:1 וקוטב רחב יותר בתדירותFLT:2f0FLT 3β) β-loop סגור (גב רוחב פס פתוח) כ- GB-FLT-FLT:50× (1 +βFrea שיפור כה גדול) של רוחב פס פתוח (D2FRE)

תגובה אחרונה ו-Step Margin

Feedback גם מעצב את התגובה הטרנסנדנטלית. במערכת משוב, הפונקציה העברת ה- loop מציעה denominator אשר תלוי ברווח הלולאה.אם הרווח הלולאה יש מספר קוטעים, משוב שלילי יכול לגרום לשיא או תנודות אם מרווחי שלב שלב בשלב זה אינו מספיק.שלבי שלב הוא ההבדל בין שלב פתוח ל-180 מעלות בתדירות שבה גודל הרווח הוא נמוך יותר (בצורה מוגבלת) אך הוא נמוך יותר להפחתה משמעותית של קצב הפחתת הפחתת הפחתת התגמול (אך).

השפעות על משמעת ונפיחות גנובת

משוב שלילי מפחית עיוות הרמוני על ידי צמצום אות השגיאה. עם זאת, כאשר מגבר מזחלים, הפעולה ליניארית הפנימית נשברת, משוב לא יכול לתקן את העיוות כי שיעור הפלט הוא מוגבל.זה ידוע בשם FLT:0slew-oriented משבשות את משוב ה-SID-1 (SID) מסייע להפחית את הmpude של החלק המלוטש של האותות על ידי האותות באופן מדויק יותר, אך לא ניתן להחליף משוב מיידי, אך לא יכול להיות מצמצם את ה-S באופן מדויק יותר.

סחרחורת בין Sew Rate ותגובה דינמית

הגדלת רמת סלואו ב- Expense of Stability

כדי להשיג שיעור גבוה, מעצבים לעתים קרובות להפחית את הזיכיון או להגדיל את זרם הטיית שלב קלט.שני הפעולות יכולים לזלזל שולי שלב, המוביל לחוסר יציבות ותגובה חולנית ירודה.לדוגמה, לא ממומשים (כמו LM318) יש שיעורי סלה גבוהים יותר (70 V / מיקרו) אבל דורשים פיצוי חיצוני כדי להשיג פעילות יציבה ברווחים נמוכים.

אופטימיזציה ליישומים מהירים

עבור רכישת נתונים במהירות גבוהה או יישומי וידאו, המגבר האידיאלי צריך להיות גם שיעור גבוה רוחב פס רחב עם שולי שלב נאותה.זה דורש לעתים קרובות באמצעות ארכיטקטורות הזנה הנוכחית או התנצלויות מתקדמות כמו חיתוך-מפותח או אפס אוטומטי אפס מרווחים שלב.רשתות Feedback צריך להיות מתוכנן בקפידה: ערכים נמוכים מתנגדים להפחית את ההשפעות של רעש ו capsitic capacitance, אבל להגדיל את צריכת החשמל כדי להיות מהפך את ה-β צריך להיות מותאם כדי להיות מותאם אישית.

מדד של Sew Rate ב- Feedback Systems

כאשר מודדים את שיעור הסיעה במערכת סגורה, חשוב ליישם צעד קלט גדול (בדרך כלל 10 V) שמניע את המגבר לתוך מגבלה מזחלת.המדרונות של פלטת גלפור נמדדת בין 10% ל-90% מהערך הסופי. Feedback אינו משנה את המדרון הממדד, אך נוכחות משוב יכולה לגרום לפתרון יתר לאחר תקופת הקידוד עקב הדינמיקה סגורה-Falpherpletifer:0Aactas.

תצפיות ניסיוניות והנתונים

מבחן מעבדה: OP27 לעומת NE5534

שקול שני מגברים תפעוליים פופולריים: OP27 (precision) ואת NE5534 (מהירות גבוהה) OP27 יש שיעור סלואו טיפוסי של 2.8 V / מיקרוs ומוצר מצטבר של 8 MOP. כאשר מוגדר בציון לא מוקרן רק של 10, שני מגברים להראות רוחב פס קטן, אבל ה- 27 של קידוד נמוך יותר, עם עלייה חדה יותר של 0, עם קצב גבוה יותר של 0, עם זאת, עם עלייה מהירה של 0, עם זאת, הוא גורם גבוה יותר של 0, עם עלייה של 0, עם עלייה של 0, עם עלייה של 0, 000 גבוה יותר של 0, עם עלייה של 0, 000.

אפקט של הגדלת משככי כאבים על עליית הזמן

עבור מגבר קבוע, הגדלת גורם משוב (כלומר, צמצום רווח סגור) מגביר את רוחב הפס הקטן של התפוקה ולכן מפחית את זמן העלייה של הפלט עבור צעדים קטנים.עם זאת, אם הצעד גדול מספיק כדי לגרום סללינג, הזמן עלייה הופך מוגבל על ידי קצב הזחלות, עצמאי של משוב.

שלב Margin vs. Slew Rate

מחקר שנערך על ידי EF:0 אנרלוג מכשירים 1FLT: מראה כי capacitors פיצוי תוספת של שלב משתלי שלב להפחית את שיעור האחוז באופן יחסי. עבור מגבר נתון, 10 pF פיצוי מכסה 20 V / מיקרוס שיעור, בעוד שקצב תשלום קטן יותר (pF מניב 6.7 V / מיקרוs.

יישום אמיתי בעולם והנחיות עיצוב

אודיו Amplifiers

בסבבי אודיו, משוב משמש נרחב כדי להפחית עיוות ולהרחיב רוחב פס.עם זאת, שיעור הסחוס חייב להיות מספיק כדי להתמודד עם התדירות המקסימלית ואמפליטורה ללא SID. כלל משותף של אצבע: שיעור הזחל הנדרש עבור מגבר אודיו הוא 1 עבור 20 kHz, 10 V שיא אות: ⁇ 2 × 20e3 × 1026 126 / מ"מ (Fact) יכול גם כן, 000) אם לא יכול להיות יותר גבוה יותר מאשר כמה פעמים (מתאים) אם כן, אבל יותר) אם כן, 10.

High-Speed Data Converters

במעגלי נהג ADC, הדגול חייב להתיישב בתוך 1/2 LSB לפני המרה הבאה.גם רוחב פס ו-Selve Rate Matter. Feedback קובע את רוחב הפס הסגור ובכך זמן היישב הקטן.עבור שינויים גדולים (למשל, מ 0 עד 5 V), שיעור ה-Sateew הוא הגורם הדומיננטי.

RF ו-IF Amplifiers

במעגלי RF, תגובה דינמית מתייחסת לעתים קרובות ליכולת של המגבר להתמודד עם המודולציה מינימלית. משוב שלילי משמש עבור התאמת וייצוב, אבל בתדרים גבוהים, אפקטים parasitic להגביל את כמות משוב שניתן ליישם ללא חוסר יציבות.

מסקנה

Feedback הוא חרב כפולה בעיצוב מגבר.בעוד שהוא משפר תגובה דינמית על ידי הרחבה של רוחב פס, צמצום עיוות ושיפור לינאריות, הוא יכול גם אינטראקציה עם הפחתת קצב קצב ההפחתה הפנימי של המגבר בדרכים שמפחיתות ביצועים גדולים של מתגים באופן ישיר, אך קצב ההפחתה הניקודים החריף של קצב הנקה המודגש על ידי שיפור פנימי וקצבים במידה רבה, עלולים להפחתה משמעותית של קצב ההפחתה של קצב ההפחתה של לחץ חיצוני.