Opamp-Stabilität in nicht invertierender Konfiguration

Wenn ein Datenblatt (wie AD828 ) besagt, dass ein Operationsverstärker bei Gain> 2 stabil ist (oder empfohlen wird, mit G> 2 zu arbeiten, daher ist es eindeutig kein stabiler Einheitsgewinn), was können wir über seine Stabilität in der invertierenden Konfiguration bei G ableiten = -1; G = -2 oder G << - 2 (wie bei jeder Transimpedanzverstärkerkonfiguration)? Ist es in den drei oben genannten Fällen immer instabil, wenn es nicht kompensiert wird?

— Gianluca G.
quelle

Gute Frage. Die dynamische Leistung wird auch bei G = -1 angegeben, so dass es den Anschein hat, dass sie auch unter -1 stabil ist, aber ich bin mir nicht sicher.

— Linkyyy

@Linkyyy Sind Sie sicher, dass Sie nicht meinen: so scheint es, dass es auch bei G = -1 instabil ist. Der Loopgain ändert sich nicht für G = 1 vs G = -1. Es ist auch der Loopgain , der die ( In- ) Stabilität bestimmt. G = -1 vs G = +1 unterscheidet sich nur in der Art und Weise, in der das Eingangssignal angelegt wird.

— Bimpelrekkie

Konfiguration des Transimpedanzverstärkers Ich denke, dass der Transimpedanzverstärker hier ein schlechtes Beispiel ist, da diejenigen, von denen ich weiß, dass sie alle den Eingang (Strom) am - Eingang anlegen, so dass sie im Grunde alle invertieren . Ich denke, wir sollten stattdessen nur Spannungsverstärker in Betracht ziehen, da diese invertierend und nicht invertierend sein können.

— Bimpelrekkie

Es ist ein Videoverstärker. Warum ziehen Sie das überhaupt als TIA in Betracht?

— Andy aka

@Linkyyy die Bandbreite bei -1 ist wesentlich geringer als bei G = + 2 Sie vergleichen Äpfel mit Birnen. Es ist nur fair, G = -1 gegen G = 1 oder G = 2 gegen G = -2 zu vergleichen. Das BW unterscheidet sich zwischen G = +/- 1 und G = +/- 2, da das GBW-Produkt konstant ist.

— Bimpelrekkie

Antworten:

Stabilität ist eine Funktion von NOISE GAIN, nicht genau das Gleiche wie Gain ...

N. G = 1 + R. f /. R. G

$NG = 1 + Rf/Rg$

Für eine invertierende Einheitsverstärkungsstufe ist dies 2, wodurch das Teil in dieser Konfiguration stabil wird.

— Dan Mills
quelle

Obwohl ich seit 25 Jahren ein analoger Designer bin, wusste ich nichts über "Rauschverstärkung", aber wenn ich nachschaue, was es ist, hängt es stark mit der Schleifenverstärkung zusammen, die ich zur Bewertung der Schleifenstabilität verwende. Ich mag den Begriff "Rauschverstärkung", da er betont, dass es keinen Zusammenhang zwischen der Stabilität und dem Eingangssignal der Schaltung gibt. Gutes Lesematerial: analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-033.pdf

— Bimpelrekkie

Die Klassiker sind von Tobey, Graeme, Huelsman; zwei gute Bücher

— analogsystemsrf

Was ist NG für eine TIA? Unendlich (Rg = 0)?

— Gianluca G

Die Schleifenverstärkung ist der stabilitätsbestimmende Faktor.

Schleifenverstärkung = Beta * Ao wobei Beta = Rückkopplungsfraktion = R1 / (R1 + R2) und Ao = Verstärkung der offenen Schleife.

1 / Beta = Noise Gain.

Ein nicht invertierender Verstärker mit einer Regelverstärkung von 2 (R1 = R2, Beta = 0,5 und Rauschverstärkung = 2) hat also das gleiche Beta und damit die gleiche Rauschverstärkung wie ein invertierender Verstärker mit einer Regelverstärkung von -1 (R1) = R2, Beta = 0,5 und Noise Gain = 2).

Dies bedeutet, dass ein invertierender Verstärker mit einer Verstärkung von -1 so stabil ist wie ein nicht invertierender Verstärker mit einer Verstärkung von 2.

Neben der Rauschverstärkung als stabilitätsbestimmendem Faktor bestimmt die Rauschverstärkung auch die Bandbreite eines Verstärkers.

Bandbreite = GBW / Rauschverstärkung.

Ein nichtinvertierender Verstärker mit einer Verstärkung von 2 (R1 = R2) hat also die gleiche Bandbreite wie ein invertierender Verstärker mit einer Verstärkung von -1 (R1 = R2). Wenn Sie die Closed-Loop-Verstärkungen der beiden Verstärker auf 2 setzen, hat der invertierende Verstärker eine Bandbreite von 2/3 der Bandbreite des nicht invertierenden Verstärkers.

Nicht invertierender Verstärker mit einer Regelverstärkung von 2 hat R1 = R2 und eine Rauschverstärkung von 2. Invertierender Verstärker mit einer Regelverstärkung von 2 hat R2 = 2 * R1 und eine Rauschverstärkung von 3.

— James
quelle

Schauen Sie sich das Datenblatt für den Operationsverstärker AD744 an, der für nichtinvertierende Verstärkungen von +2 oder höher und auch für invertierende Verstärkungen von -1 oder höher stabil ist. Um als Einheitsverstärkungsfolger verwendet zu werden, benötigt dieser Operationsverstärker eine zusätzliche Kompensation.

— James

-1

Die Stabilität ist eine Funktion der gesamten Rückkopplungsphasenverschiebung.

1) Rout + Cload: 100 Ohm und 100pf sind eine Zeitkonstante von 10.000 Pikosekunden und erzeugen eine Phasenverschiebung von 45 Grad bei 100 MegaRadians / Sekunde von 16 MHz. Viele Operationsverstärker haben einen Rout (interner Ausgangswiderstand) nahe 100 Ohm; Einige haben Rout >>> 1Kohms.

2) Phasenrand über 90 Grad: Ein 60-Grad-Phasenrand-Opamp (Unity Gain-Phasenrand) hat eine Phasenverschiebung von 90 + 30 = 120 Grad

3) Phasenverschiebung am Knoten virtual_ground: Nehmen Sie 10 pF an diesem Knoten und ein Widerstandsäquivalent (Rin || Rfb oder Rg || Rfb) von 1.000 Ohm an; Dies erzeugt eine Konstante von 10.000 Pikosekunden oder 45 Grad bei 16 MHz.

Was rettet ein Feedback-Netzwerk? Üblicherweise erfolgt die parasitäre Rückkopplungskapazität parallel zum Rückkopplungswiderstand. meiner bescheidenen Meinung nach

— analogsystemsrf
quelle