logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 3

ghost666 04 Lip 2013 09:03 3795 0
  • Kondensator sprzęgający

    Wzmacniacz z sprzężeniem prądowym z jednobiegunową funkcją przejścia, jak pokazano na równaniu trzecim, jest stabilny z każdą wartością rezystancji w pętli sprzężenia zwrotnego ponieważ przesunięcie się fazy w pętli sprzężenia zwrotnego jest ograniczone do wartości –90°. Kolejne bieguny funkcji przejścia rzeczywistego CFA wprowadzają zauważalne dodatkowe przesunięcie fazy przy wyższych częstotliwościach, co wymusza minimalną wartość oporu sprzężenia RF, aby zapewnić stabilność układu. Często przyjmuje się nawet margines fazy 45°, aby zapewnić stabilność układu. Od teraz w rozważaniach przyjmijmy że funkcja przejścia Z(s) ma dwa bieguny - s = pH przy wysokich częstościach i dominujący biegun s=p.

    Aby zapewnić niezerową impedancję pętli sprzężenia zwrotnego popularna sugestia mówi aby nie używać kondensatorów sprzęgających w układach z sprzężeniem prądowym. Niestety nie jest to takie proste ponieważ kondensatory wprowadzają nie tylko zmianę amplitudy, ale także przesuwają fazę. Przyjrzyjmy się poniżej co się stanie gdy do układu wzmacniacza transimpedancyjnego w konfiguracji CFA dodamy pojemność sprzęgającą. Dla uproszczenia pomińmy pasożytnicze pojemności wejściowe. Dodanie kondensatora sprzęgającego CF równolegle z opornikiem RF, pokazanym na wcześniejszych schematach, powoduje powstanie bieguna i miejsca zerowego w funkcji przejścia. Dla ułatwienia impedancję pętli sprzężenia zwrotnego nazwijmy ZF, jest ona 'sumą' RF i CF połączonych równolegle i opisuje ją zależność:

    Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 3 (8)


    Jeśli w równaniu drugim zamiast RF podstawimy ZF wzmocnienie w zamkniętej pętli sprzężenia wyniesie:

    Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 3 (9)


    Zatem wzmocnienie pętli wyniesie:

    Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 3 (10)


    Wzmocnienie pętli, opisane zależnością 10, posiada dominujący biegun na s = p i biegun wysokiej częstotliwości przy s = pH. Dodatkowo pojawia się biegun Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 3 i miejsce zerowe funkcji Z(s) przy Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 3 ze względu na dodaną pojemność CF.

    W wykresie charakterystyki Bodego miejsce zerowe wywołane dodaniem CF pokazuje się na niższej częstotliwości niż biegun spowodowany tą pojemności. Jest tak ponieważ w wyrażeniu na miejsce zerowe w mianowniku znajduje się RF, a w wyrażeniu opisującym biegun jest (Ro||RF). Charakterystyka Bodego dla tego przykładu pokazana jest poniżej.

    Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 3


    Pojawienie się zera powoduje zwiększenie się amplitudy i prowadzi do przesuwania się fazy wraz z zwiększaniem częstotliwości. Z drugiej strony jest to całkiem dobra sprawa, jeśli chodzi o kwestię stabilności układu. W modelowanym systemie, opisanym powyższą charakterystyką zero przesuwa nam miejsce gdzie charakterystyka przechodzi przez 0 dB a biegun przy s = pH powoduje że asymptota amplitudy spada z nachyleniem -40 dB na dekadę poniżej punktu przecięcia. Dla porównania na wykresie umieszczono także charakterystykę układu bez dodanej pojemności (niebieska, przerywana linia) wyznaczoną z wzoru jedenastego.

    Kompensacja sprzężenia prądowego w aplikacjach pomiarów fotoprądu - część 3

    Źródła:
    http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/47-07/current_feedback.html

    Fajne? Ranking DIY
    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.
    https://twitter.com/Moonstreet_Labs
    ghost666 napisał 11960 postów o ocenie 10197, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
REKLAMA