Ayarlanabilir bant genişliğine sahip ters çevirme opamp devresi nasıl çalışır?

Ders kitabımın yazarı bir alçak ya da basit bir op-amp devresini bile anlamak için ön şartlara sahip değilim. Temel bir ters çevirici amplifikatörünün nasıl çalıştığını anlıyorum ve dahili RC devresi (miller C) nedeniyle kazancın nasıl düştüğünü anlıyorum.

Aşağıdaki devrede anlamadığım şey, direnç değerinin bant genişliğini nasıl değiştirdiğidir. Kazanç-bant genişliği ürünü genellikle sabit olduğundan, bu devre kazanca dokunmadan bant genişliğini manipüle etmek için çok akıllı olmalıdır. Ders kitabı açıklamamın tam görüntüsünü ekliyorum. Bant genişliğinin ile değiştiğini ve denklemler verdiğini, ancak nasıl veya neden açıklayamadığını söylüyor. Lütfen bunun nasıl çalıştığını anlamama yardımcı olun. $R$ $R$

operational-amplifier

— Ajanlar
kaynak

Kondansatörler olmadan hiçbir anlam ifade etmez ve normalde hiçbir devre bu şekilde tasarlanmaz. Söylediğiniz gibi olabilir, ancak bir op-amp'in yapabileceklerinin sınırlarını anormal bir şekilde zorlamaktadır. R'nin bir kapasitör olmadan R'ye dayalı ayarlanabilir bir LPF olmasıyla ilgili olduğundan şüpheleniyorum.

— Sparky256

Sparky256 - Kabul etmiyorum. Gösterilen devre modifikasyonu giriş telafisi yöntemlerinden biridir. Direnç R'nin kapalı döngü kazancı üzerinde bir etkisi yoktur, ancak LOOP GAIN (LOOP KAZANIMI) kazancını (ve dolayısıyla kapalı döngü kazancının bant genişliğini) düşürür. Sonuç olarak, stabilite marjı geliştirilir ve birlik kadar düşük kazanç değerleri için birlik kazancı kompanzasyonu OLMAYAN opamps kullanabilirsiniz.

— LvW

rsadhvika-sadece doğruluk uğruna: ishank'ın cevabına ilk yorumunuz yanlış! Onun yanı sıra yorumunuzda geri bildirim sinyalinin etkisini de unutmuşsunuzdur (R nedeniyle de azalır).

— LvW

'Gürültü kazancı' kavramını okuyun (tersine çevirmeyen pimi sürdüğünüzde etkili olacak kazançtır), çünkü GBP'deki bu kazanç budur ve gürültü kazancının devre ~ 21 (1 + 100k / ~ 5k) ila ~ 1000 (1 + 100k / ~ 100) arasında değişir.

— Dan Mills

Yanıtlar:

Yazar, bant genişliğinin R ile değiştiğini ancak kazancın değişmediğini söylemekte haklıdır.
Eğer opampın evirici terminalinde bir Thevenin eşdeğeri elde etmek için R ile paralel olan gerilim kaynağını R'nin kendisi ile birleştirirsek bu sonuç kolayca anlaşılabilir.
Thevenin eşdeğer olacak

R_{t h} = R_{1} | | R

$R_{th} = R_1 ||R$

ve kazanç ifadesi

V_{t h} = \frac{V_{i n} (R_{1} | | R)}{R_{1}}

$V_{th} = \frac{V_{in}(R_1||R)}{R_1}$

, R nin bağımsız olduğu

A_{v} = \frac{V_{o}}{V_{i}} = - \frac{R_{f}}{R_{1}}

$A_v = \frac{V_o}{V_i} = -\frac{R_f}{R_1}$

OP'nin doğru bir şekilde işaret ettiği gibi, bir amplifikatörün Kazanç Bant Genişliği ürünü, geri bildirimin boyutu ne olursa olsun sabit kalır. Bununla ilgili daha fazla bilgiyi burada ve burada bulabilirsiniz .
İşin püf noktası, geri besleme amplifikatörüne (evirici amplifikatör) girişin Vin değil Vth olmasıdır.
Böylece R'yi artırarak kazanç düşer (Payda artar), çünkü kazanç ve sonuç olarak GBW sabit kaldığı için Bant Genişliği artmalıdır.

\frac{V_{o}}{V_{t h}} = - \frac{R_{f}}{R_{1} | | R}

$\frac{V_o}{V_{th}} = -\frac{R_f}{R_1 ||R}$

— ijuneja
kaynak

R

$R$

V_{t h}

$V_{th}$

V_{t h} < V_{i n}

$V_{th} \lt V_{in}$

\frac{V_{o}}{V_{t h}}

$\dfrac{V_o}{V_{\color{red}{th}}}$

\frac{V_{o}}{V_{i n}}

$\dfrac{V_o}{V_{\color{red}{in}}}$

İşhan Juneja bant genişliği artıyor mu? Yazım hatası? Aksine, direncin eklenmesi döngü kazancını azaltır ve bununla birlikte, elbette, kapalı döngü bant genişliği

— LvW

@rsadhvika kesinlikle, çünkü Vth std eviren amplifikatörün gördüğü ve Vi değil

— 18:18

@LvW verilen ters yükselteç konfigürasyonu için döngü kazancı 1 / kazanç ile orantılıdır, dolayısıyla sonuç elde edilir.

— ijuneja

Ishank Juneja - üzgünüm, bu doğru değil. Devre kazancı ile kapalı döngü kazancı arasındaki doğrudan bağlantıyı İPTAL ETMEK için devre modifikasyonunun avantajıdır. Bahsettiğim gibi - küçük bir döngü kazancına (stabilite nedenlerinden dolayı) ve aynı zamanda çok küçük bir kapalı döngü kazancına (birlik kazancı) sahip olabilirsiniz. Lütfen bana söylerken yanlış olduğumu söyle: Direnç R eklenmesi kapalı .loop kazancının bant genişliğini azaltır (döngü kazancı azalması nedeniyle).

— LvW

Sezgisel Yanıt

R, hem girişi hem de geri beslemeyi 0V'ye düşürdüğünden, dahili transistörler bir çıkış sinyali voltajı sağlamak için daha fazla dahili kazanç kullanmalıdır, böylece Vin (-) giriş akımı iptal edilir ve sanal bir toprak kalır. yani Vin / Rin = Vout / Rf.

Bu nedenle, Vin'den Vin'ye (-) Rin'den R'ye gnd ile zayıflatılması, DC döngü kazancını etkilemez, ancak op amp transistörleri, çıkışı eşleştirmek için daha fazla dahili kazanç kullanmak zorundadır, ancak sabit GBW nedeniyle BW pahasına.

Dıştaki “DC” döngüsü zayıflatılmış Yeni GBW ürününe kadar kazanıyor ... TY @LvW

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
kaynak

A_{v} = - \frac{R_{f}}{R_{1}}

$A_v = -\dfrac{R_f}{R_1}$

V_{-} \approx 0 V

$V_- \approx 0V$

V_{i n}

$V_{in}$

V_{-}

$V_-$

V_{t h}

$V_{th}$

V_{i n} (- R_{f} / R_{1})

$V_{in}(-R_f/R_1)$

Tony - "dış döngü kazancı" nın etkilenmediğini mi söylüyorsun? Aksine, bu modifikasyonun (ek R) temel amacı döngü kazancını azaltmak ve böylece kapalı döngü sisteminin stabilite özelliklerini iyileştirmektir.

— Ücret sapması

Opamp giriş terminalleri arasında bir direnç R ile gösterilen devre modifikasyonu, kapalı lopp kazancının (giriş telafisi) stabilite marjını geliştirmek için çok popüler bir yöntemdir.

İdeal opamp'ler için (çok büyük açık döngü kazancı) direnç R'nin kapalı döngü kazancı üzerinde hiçbir etkisi yoktur, ancak LOOP GAIN'i (ve dolayısıyla kapalı döngü kazancının bant genişliğini) düşürür.

Sonuç olarak, stabilite marjı geliştirildi ve birlik kadar düşük kapalı döngü kazanç değerleri gerektiren uygulamalar için birlik kazancı dengelemeyen opamp'ler bile kullanmamıza izin verildi.

Sezgisel açıklama (uneffected kapalı döngü kazancı): Açık OOP kazanç AOL sonsuz olduğu varsayılarak, kapalı döngü kazancı Acl = -hf / saat ile

İleri faktörü Hf = Vout için Vn / Vin = 0 (Vn: "-" opamp terminalindeki voltaj) ve

Geri besleme faktörü (dönüş) Hr = Vin için Vn / Vout = 0.

İlave direnç R'nin her iki faktörü de aynı şekilde düşürdüğünü göstermek kolaydır, böylece "R" değeri Hf / Saat oranında iptal olur.

Hesaplama:

İleri faktör: Hf = (Rf || R) / [(Rf || R) + R1]

Geri besleme faktörü: Hr = (R1 || R) / [(R1 || R) + Rf]

Acl = -Hf / Hr oranının değerlendirilmesinden (ve bazı matematiksel manipülasyonlardan) sonra Acl = -Rf / R1'e ulaşıyoruz (R iptal eder).

Bununla birlikte, döngü kazancı (stabilite özellikleri için esastır), değişen R ile gerektiği kadar düşük yapılabilir:

Döngü kazancı LG = -Hr * Aol (Aol: Opamp'ın açık döngü kazancı)

— LVW
kaynak

Bu tür bir tazminatın gürültü kazancını arttırdığını belirtmek gerekir.

— Mike

Mike - evet, doğru. Bu etki yine - genel olarak - bir performans parametresini başka bir performans parametresini olumsuz etkilemeden iyileştirmenin mümkün olmadığını göstermektedir. Bu nedenle, her iyi tasarım her zaman çelişkili etkiler arasında bir ödünleşmedir.

— LvW

Kazanç doğruluğu nasıl?

— analogsystemsrf

Bence, kazanç doğruluğu - her zaman olduğu gibi - opampın sonlu açık döngü kazancı yaklaşık sonsuza ayarlanabildiği sürece pasif parçaların toleranslarıyla belirlenir.

— LvW

@LvW Şimdi anladığımı hissediyorum. İleri ve geri besleme faktörlerini ve kapalı döngü kazancı ve döngü kazancı ifadelerini tanımlamak için süperpozisyon kullanıyorsunuz! Teşekkür ederim :)

— AgentS