Pagpapakilala sa mga Tagapagsalin ng Amplifiers Para sa Pag - unawa sa Larawan

Ang isang transimpluwensiyang amplifier (TIA) ay ang pundamental na bloke ng pagtatayo para sa pagbago ng maliit na output ng isang photodiode sa isang magagamit na boltahe signal. Ang circuit na ito ay nagbibigay ng tiyak na pagsukat ng lakas optikal sa mga aplikasyon mula sa fiber-optic communications at LIDAR hanggang sa biomedical sensors at industriyal na light blocks. Ang TIA ay dapat na maging balanse ang mga resulta, bandwidth, ingay, at katatagan upang tapatang makapagparami ang na signal. Ang artikulong ito ay nagbibigay ng in-deps upang makapagdisenyo ng isang ster na TAA circuitedio adioidde na mga pundasyon, pag-edro-ed, pag-edcrecord.

Pagkumberte sa mga Larawan at Kasalukuyang-to-Voltage

Ang photodiodes ay lumilikha ng kasalukuyang proporsiyonal sa transisyon ng liwanag. Sa photoconductive mode (na may reverse configion), ang photodiode ay nagbibigay ng mas mabilis na tugon at mas mababang capacitence, habang sa photovoltaic mode (zero configion) binabawasan nito ang madilim na agos. Ang photocledence ay karaniwang mula sa nanoames hanggang sa milliamperes. Ang isang pamantayang boltahe ay hindi direktang kayang pangasiwaan ang kasalukuyang output na ito; sa halip, isang transimplicance under na ginagamit ang photodiode na input at gumagawa ng isang output [[T][T][T][T][T][T:[[[[T][T][T][[T][[T][[T][[T][T][T][T[[[T][[[[[[T][[[[T][T][T][T][[[[T][T][T][[T][T][T][T][T]

Mga Mahalagang Republika na Nasa Pagbabago

Ang isang operational amplifier na nakaayos na may feedback resistor (Rf) mula sa output hanggang sa inverting input, na may photodiode na konektado sa pagitan ng inverting input at ground (o isang confesion volvet), ay bumubuo ng pangunahing TIA. Ang non-inverting input ay karaniwang naka-scred o may kinikilingan. Ang o op-amp's high-loop na input (o isang converpor na input) ay nagresultang sa mga inbersal na lupa, kaya ang mga recepublishoot ng mga transp:[T][T] Ang mga spinment ay kailangang magkaroon ng isang enc.[T][T][T][T.[3°C.[T] Ang [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [

Mga Parametrong May Malaking Kakayahan

Ang Bandwidth at ang Sagot sa Pamimimilí

Ang TIA bandwidth ay limitado sa pag-iinfy-ampict ng mga produktong pang-agham (GBW) at ang kabuuang input na capacitence sa inverting node (photodiode capacitence[[Cap ⁇ ] + op-amp input capacitence + parameter capacitence).[[[[C] [[T] [[C] [[C][C][CCC.[T]] [[T] [[T]] [[T] [[T]] [[T]] [[T] [[T]]] [[T]] [[T]] [[CCCCCCCCCCCCLCC.[CLCLCLCLCLCCC.[CLC.[C.[CL]].[CL].[CCCCCC.[CLC.[C.[CLCCCLCLCLCCLCLCLC.[C.[

Pagsusuri sa Ingay

Ang mga pinagmumulan ng ingay sa isang TIA ay kinabibilangan ng thermal na ingay mula sa Rf, shot veet gover mula sa photodiode dark stream at signal trop, at ang op-amp's boltahe at kasalukuyang ingay. Ang kabuuang ingay ng output ay ang root-sum-square ng mga kontribusyong ito. Ang fewor's thermal na overse sa mababang frequency ngunit maaaring bawasan sa pamamagitan ng paggamit ng mas mababang output (sang halaga ng stage) Olimp-s-square ng isang Philippines-8clecleng volplog ([2] sa pamamagitan ng ⁇ /T][T][0.[0][5]]] [[T]] [[T] [[T] [[T]] [[T]] [[5] [[T]] [[5] [[T] [[T]] [[T]]]] [[5]] [[5] [[T] [[T] [1] [

Matatag na Pagsang - ayon

Walang bayad, ang TIA ay maaaring mag-evolve dahil sa phase shift na ipinakilala ng input na capacitence at ng panloob na mga poste ng impluwensya.[[[C][[[CL][[CF][[[CF][[CL][C.[[CL] [[CL] [[[CL] [[C]:[[[[C]:[[C]"]"]"[[CCCCCCCCCORCORCORCORCORCORCORCORCORCORCANCORCORCORCORCCCCCORCORCORCORCCCCCCCORCORCCORCANCANCANCANCCANCANCANCANCANCANCANCANCANCANCCCCCCCCCANCANCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC

Kasuwato na Pagpili

Pagpili ng Op-Amp

Mahalaga ang pagpili ng tamang amplipayler sa operasyon:

  • Ingput ang pagkiling na kasalukuyang:[Ang mga yugtong input ay dapat na mas maliit pa sa minimum na photocurrent upang maiwasan ang mga pagkakamaling offset.Ang JFET o CMOS ay nag-aalok ng mga femtoampre pagkiling stream.
  • Ang produktongGain-bandwidth: ay dapat hindi bababa sa 10 beses ng ninanais na bandwidth ng TIA para sa matatag na operasyon.
  • [Ingles: Ang Mababang input capacitence ay nagpapabawas ng kabuuang Cin at nagpapabuti ng bandwidth.
  • Voltage and kasalukuyang ingay: Ang mga Mababang degring ingay (e.g., 1.2 nV/i ⁇ Hz at 1 fA/ ⁇ Hz) ay nagpapaliit ng ingay ng output.
  • [[[T:] Sapat para sa sukdulang output stream sa kinakailangan na dalas.

Kabilang sa mga sikat na op-amps para sa mga disenyo ng TIA ang OPA847 (ultra-mababang ingay, malapad na band), OPA656 (JFET input), ADA4817 (mababang ingay, mataas na bilis), at LTC6268 (mataas na bilis, mababang pagkiling na agos).

Mga Pamantayang Nagkakasalungatan at Nagsasagawa ng mga Simulaing May Kaugnayan sa Pagpapakain

Ang fender refluor na Rf[FLT:[[[[CL]] ay itinatakda ng kinakailangang transimp: Rf[[F:[4] = V[FLT:[[5]]]]] [[1] [[1] [[5] [[C.[[C.[[[C]] [[C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.[[[[T]]] Ang [[T] [[T] [[T] [[T] [[C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.[[[C.C.C.[[[[C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.C.

Patiunang mga Pag - aayos ng TAA

Para sa mga napaka-mataas na larawan-speed photodiode detection (e.g., 1 Gbps optical links), isang simpleng isahang-ended TIA ay maaaring hindi sapat. iba't ibang disenyo ng TIA ay gumagamit ng dalawang op-amps upang tanggihan ang common-mode na ingay at doble ang signal swing. Ang isa pang pamamaraan ay gumagamit ng isang naka-ayos na cascode (RGC) toolations upang mabawasan ang epektibong input imposedence, pagpapabuti ng bandwidth sa gastos ng mas mataas na ingay. Ang mga integ TITISCIS. Ang mga tagagawa ng mga Philippinescode na katulad ng Maximte (producleclecleclecleanceporation) ay maaaring bawasan ang mga solusyon sa pamamagitan ng mga spydence) para sa pamamagitan ng mga spyd na may enterceporceporceporcepor na may enterial na may enter na recepor, ang mga spinment sa Texas, at mga spyd.organcep

Praktikal na Halimbawa ng Disenyo

Isaalang - alang ang disenyo para sa isang mababang-noise optical receiver na ginagamit sa isang coordinative light sensor. Ang photodiode (e.g., isang BPW21R) ay may sensitibidad na 0.6 A/W sa 550 nm at isang capacitence ng 70 pF sa 0 V feaciation. Ang inaasahang sukdulang photo movision ay 1 ⁇ A (correspond sa 1.67°W optical power). Ang nais na output draft ay 3 upang i-cance na may isang microtler ADC.

Step 1: Determine Rf
Rf = 3 V / 1 µA = 3 MΩ. This high value limits bandwidth but is acceptable for a slow (<100 Hz) sensor.

[[[[T:0]] Crew 2: Choice Op-Amp[
Ang low-bias-current JFET op-amp tulad ng OPA145 (Ib[ = 2 pA, GBW = 5.5 MHz) ay angkop. Ang unction nito (7°V/ ⁇ ) at f.8°/ ⁇ / ⁇ ) ay ⁇ / ⁇ .

Creast 3: Creasting Heedback Capacitor[
Total input capacitence Cin = photodiode capacitence (70 pF) + op-amp input capacitence (4 pF) + off) + offFLFFFFFFFFF = 79 pF. Ang tuntunin ay (− 2°F) (− 5°0) (− 5-7 ⁇ ) (−5) [− 2°20-9. ⁇ =5. ⁇ =5. ⁇ ) (− 5-7-7 ⁇ = 1.5.

Creep 4: Verify Performance
[[[[[[T]]] [[[Talaksan:[Talaksan:[Talaksan://loop-3]]]]]] Ang nakasarang-3°N 53°18 ⁇ 3 ⁇ E / (2 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ]) ay ang ika-8°N 5°W.[8°W / 1°N 5°N 5°W / 1°N 5°W.

Ang disenyong ito ay nagbibigay ng matatag at mababang-noise TIA na angkop para sa DC light measure. Para sa mas mataas na bilis, bawasan ang Rf at gumamit ng mas mababang-capacittance photodiode.

Ang Simulasyon at mga Mungkahi sa Pagsubok

Bago gumawa ng isang modelo, gayahin ang sirkitong TIA gamit ang detalyadong modelong SPICE ng napiling op-amp at photodiode (kabilang ang capacitance at uncett resistance). suriin ang saradong-loop frequency na tugon para sa pag-akyat (nagpapahiwatig ng hindi sapat na dephase margin) at baguhin ang Cf alinsunod dito. Gamitin ang tunog na may kasamang bukas o may dummmyor. Ginagamit ang isang kulong na pananggalang upang bawasan ang panlabas na espasyong underlecleclecleanceporrance. Ang isang underg underceporrance ay nangangahulugan ng underceporrance ay hindi gaanong underceporrances.

Mga Yaman sa Labas

Para sa higit pang pagbabasa, tingnan ang mapananaligang mga aplikasyong ito:

Pagsasaayos

Ang pagdidisenyo ng transimpluwensyang amplifier para sa pag-aanalisa ng photodiode ay nangangailangan ng pagbalanse ng pakinabang, bandwidth, ingay, at katatagan sa pamamagitan ng maingat na pagpili at kabayaran ng mga sangkap. Sa pamamagitan ng pag-unawa sa mga katangian ng photodiode, ang mga limitasyon ng op-amp's, at ang epekto ng feedback network na halaga, ang mga inhinyero ay maaaring lumikha ng maaasahang circuits para sa parehong mababang-light DC na sukat at mataas na mga komunikasyong optikal. Ang mga miksyon at protopiksiyon ay nananatiling mahalagang mga hakbang upang matiyak ang mga entidad at ang mga kompleks na mga kompetipsitiba.