Stabilność opampa podana w konfiguracji nieodwracającej

Jeśli arkusz danych (np. AD828 ) mówi, że opamp jest stabilny przy Gain> 2 (lub zaleca pracę z G> 2, stąd wyraźnie nie jest stabilny do wzmocnienia jedności), co możemy wywnioskować o jego stabilności w konfiguracji odwracania w G = -1; G = -2 lub G << - 2 (jak w dowolnej konfiguracji wzmacniacza transimpedancji)? Czy zawsze jest niestabilny w trzech powyższych przypadkach, jeśli nie zostanie zrekompensowany?

operational-amplifier gain stability inverting-amplifier Gianluca G.
źródło

Dobre pytanie. Wydajność dynamiczna jest również określona przy G = -1, więc wydaje się, że jest również stabilna poniżej -1, ale nie jestem pewien.

Linkyyy,

@Linkyyy Czy jesteś pewien, że nie masz na myśli: więc wydaje się, że jest również niestabilny przy G = -1 . Wzmocnienie pętli nie zmienia się dla G = 1 vs G = -1. Jest to również loopgain, który określa (nie) stabilność. G = -1 vs G = +1 różni się tylko sposobem podania sygnału wejściowego .

Bimpelrekkie

konfiguracja wzmacniacza transimpedancji Myślę, że wzmacniacz transimpedancji jest tutaj złym przykładem, ponieważ wiem, że wszyscy stosują wejście (prąd) na wejściu - więc w zasadzie wszystkie są odwrócone . Myślę, że zamiast tego powinniśmy brać pod uwagę tylko wzmacniacze napięciowe, ponieważ mogą one być odwrócone i nieodwracające.

Bimpelrekkie

To wzmacniacz wideo, więc dlaczego w ogóle bierzesz pod uwagę TIA?

Andy alias

@Linkyyy przepustowość przy -1 jest znacznie niższa niż podana przy G = + 2 Porównujesz jabłka do gruszek. Można jedynie porównywać G = -1 vs G = 1 lub G = 2 vs G = -2. BW będzie różna między G = +/- 1 i G = + / - 2, ponieważ iloczyn GBW jest stały.

Bimpelrekkie

Odpowiedzi:

Stabilność jest funkcją NOISE GAIN, a nie dokładnie tym samym, co zysk ...

Wzmocnienie hałasu jest zgodne ze wzorem na wzmocnienie stopnia nieodwracającego

N. sol = 1 + R fa / R sol

$NG = 1 + Rf/Rg$

Dla etapu wzmocnienia odwracania jedności będzie to 2, dzięki czemu część będzie stabilna w tej konfiguracji.

Dan Mills
źródło

Chociaż jestem projektantem analogowym od 25 lat, nie wiedziałem o „wzmocnieniu szumu”, ale patrząc na to, co to jest, jest to ściśle związane ze wzmocnieniem pętli, której używam do oceny stabilności pętli. Podoba mi się pojęcie „wzmocnienia szumu”, ponieważ podkreśla, że nie ma związku między stabilnością a sygnałem wejściowym obwodu. Dobry materiał do czytania: analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-033.pdf

Bimpelrekkie

Klasyki są autorstwa Tobeya, Graeme, Huelsmana; dwie dobre książki

analogsystemsrf

Co to jest NG dla TIA? Nieskończony (Rg = 0)?

Gianluca G

Wzmocnienie pętli jest czynnikiem determinującym stabilność.

Wzmocnienie pętli = Beta * Ao gdzie Beta = ułamek sprzężenia zwrotnego = R1 / (R1 + R2), a Ao = wzmocnienie w pętli otwartej.

1 / Beta = Wzrost hałasu.

Zatem nieodwracający wzmacniacz z wzmocnieniem w pętli zamkniętej 2 (R1 = R2, Beta = 0,5 i wzmocnienie szumu = 2) ma ten sam Beta, a zatem takie samo wzmocnienie szumu, jak wzmacniacz odwracający z wzmocnieniem w pętli zamkniętej równej -1 (R1 = R2, Beta = 0,5 i wzmocnienie hałasu = 2).

Oznacza to, że wzmacniacz odwracający ze wzmocnieniem -1 jest tak samo stabilny jak wzmacniacz nieodwracający ze wzmocnieniem 2.

Oprócz wzmocnienia szumu jako czynnika determinującego stabilność, wzmocnienie szumu określa również szerokość pasma wzmacniacza.

Przepustowość = GBW / Noise Gain.

Zatem nieodwracający wzmacniacz o wzmocnieniu 2 (R1 = R2) ma taką samą szerokość pasma jak wzmacniacz odwracający o wzmocnieniu -1 (R1 = R2). Jeśli zyskasz na zamkniętej pętli, oba wzmacniacze będą równe 2, wówczas wzmacniacz odwracający będzie miał szerokość pasma równą 2/3 szerokości pasma wzmacniacza nieodwracającego.

Wzmacniacz nieodwracający ze wzmocnieniem w pętli zamkniętej 2 ma R1 = R2 i wzrost szumu wynoszący 2. Wzmacniacz odwracający ze wzmocnieniem w zamkniętej pętli 2 ma R2 = 2 * R1 i przyrost szumu 3.

James
źródło

Spójrz na arkusz danych wzmacniacza operacyjnego AD744, który jest stabilny dla nieodwracalnych wzmocnień +2 lub większych, a także dla odwracalnych wzmocnień -1 lub większych. Ten wzmacniacz operacyjny, który ma być używany jako obserwator wzmocnienia jedności, wymaga dodatkowej kompensacji.

James

-1

Stabilność jest funkcją całkowitego przesunięcia fazowego sprzężenia zwrotnego.

1) Rout + Cload: 100 omów i 100pf to stała czasowa 10 000 pikosekund, powodująca przesunięcie fazowe o 45 stopni przy 100 MegaRadianach na sekundę 16 MHz. Wiele opamps ma Rout (rezystancja wyjściowa wewnętrzna) blisko 100 omów; niektóre mają trasy >>> 1 kiloomy.

2) margines fazowy powyżej 90 stopni: margines fazowy 60 stopni (margines fazowy wzmocnienia jedności) ma 90 + 30 = 120 stopni przesunięcia fazowego

3) przesunięcie fazowe w węźle virtual_ground: załóż 10pF w tym węźle i rezystancyjny ekwiwalent (Rin || Rfb lub Rg || Rfb) 1000 omów; daje to stałą wartość 10 000 pikosekund, czyli 45 stopni przy 16 MHz.

Co ratuje sieć opinii? Zwykle pasożytnicza pojemność sprzężenia zwrotnego równolegle z rezystorem sprzężenia zwrotnego. moim zdaniem

analogsystemsrf
źródło