Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 2

ghost666 03 Lip 2013 12:56 3768 0
  • Projektowanie układu wzmacniacza transimpedancyjnego w praktyce

    Fotodiody i inne układy fotoelektryczne charakteryzują się pasożytniczą równoległą pojemnością, proporcjonalną do powierzchni czynnej układu. Gdy Ro = 0 pojemność ta jest niewidoczna dla układu, gdyż oba jej wyprowadzenia sprowadzone są do tego samego potencjału (zazwyczaj do masy). W rzeczywistych układach wzmacniaczy Ro jest większe od zera, a w konsekwencji pojemność pasożytnicza układu wejściowego ma wpływ na odpowiedź układu i może go, potencjalnie, uczynić niestabilnym. Co więcej, tak jak w przypadku wzmacniaczy napięciowych, wzmocnienie w otwartej pętli sprzężenia spada wraz z wzrostem częstotliwości sygnału a przesunięcie fazy zwiększa się. W najprostszym przybliżeniu wzmocnienie Z(s) opisane może być z pomocą funkcji z jednym biegunem s = p i transimpedancją stałoprądową Zo. Opisuje to poniższe równanie (3). W dalszej części artykułu opisane zostaną bieguny dla wyższych częstości.

    Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 2 (3)


    Poniższy układ pokazuje gdzie znajduje się dokładnie pojemność pasożytnicza C i transimpedancją Z(s). Warto zauważyć że pojemność wejścia odwracającego CFA wchodzi w skład pojemności pasożytniczej C.

    Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 2


    Z prawa Kirchoffa wywodzimy równanie:

    Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 2 (4)


    a prąd błędu ie wyniesie:

    Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 2 (5)


    Z równań 4 i 5 wyprowadzamy równanie na wzmocnienie TIA w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego. Opisywane ono jest równaniem:

    Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 2 (6)


    Zatem wzmocnienie wynosi:

    Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 2 (7)


    Sprzężenie w zamkniętej pętli będzie miało dwa bieguny. Jeden - niskiej częstości - przy s = o, a drugi - wysokiej częstości - przy Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 2. Gdy Ro << RF równoległe połączenie RF i Ro może być przybliżone przez Ro. Dwa bieguny powodują problem z stabilnością układu gdy biegun występujący przy wysokiej częstości znajduje się w regionie gdzie wzmocnienie układu jest większe niż 0 dB. Gdy wartości Ro i C są niewielkie bieguny pasożytnicze występują powyżej częstości granicznej i układ zachowuje stabilność. W przypadku układów TIA generalnie nie jest to problematyczne, jednakże konieczne jest znalezienie sposobu na kompensację pojemności pasożytniczej wejścia odwracającego układu wzmacniacza.
    Źródła:
    http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/47-07/current_feedback.html

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9647 postów o ocenie 7732, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.