lățime de bandă amplificator, și metode pentru reglementarea acesteia
cerințele de lățime de bandă sunt o parte integrantă a discuției a convertorului curent-tensiune pentru mai multe motive. Zgomotul totală de ieșire este crescut proporțional cu rădăcina pătrată a lățimii de bandă de sistem, deoarece gama largă acoperită de zgomot. Se pare că un conflict între semnalul optim / raportul de zgomot și de lățime de bandă de semnal.
Pentru curent câștig feedback-ul de semnal al amplificatorului este egal cu unul, și poate utiliza întreaga sa unitate câștig de lățime de bandă. Mai mult, o rezistență foarte mare de feedback care randamentele câștigul necesar de parazitare capacitate șuntat la frecvență foarte scăzută. Pentru a reduce impactul, rezistențe cu capacitate parazitare scăzută și precauții sunt observate în timpul instalării.
Ultimele constrângeri care afectează măsurarea acestor valori - cuplare capacitivă prin aer în jurul corpului rezistorului - întotdeauna. Lățimea de bandă dincolo din cauza unor astfel de limitări, necesită o reducere a rezistenței de feedback și, prin urmare, un convertor câștig mai mic. Unele posibilități pentru restaurarea câștigului prezentat în Fig. 2.5. După convertorul curent-tensiune este pur și simplu adaugă al doilea amplificator, care aduce o impedanță de ieșire finală la o valoare RT =. Astfel, o mare rezistență este redusă atât de multe ori, de câte ori amplificat de amplificator, și același factor crescut de lățime de bandă.
În ciuda dovezilor unei astfel de decizii, impactul acesteia asupra lățimii de bandă și zgomotul nu este exprimat atât în mod direct. Formația de al doilea amplificator restricționează creșterea sistemului de lățime de bandă. Odată cu creșterea tensiunii de ea obține mai întâi crește liniar, deoarece scăderea în rezistor R1 reduce influența parazitare capacitate (Fig.2.6). Cu toate acestea, creșterea cererilor la amplificatorul A2 se va transforma în cele din urmă amplificator de bandă într-un factor de limitare.
Pentru un anumit set de condiții, există un câștig optim. AV oferă lățime de bandă maximă indicată pentru trei tipuri de amplificatoare. Acest maxim apare când amplificatorul de bandă cu buclă închisă este limitată din cauza capacitatii parazite pe rezistorul R1.
Figura 2.5 - Adăugarea pentru a crește lățimea de bandă câștig de tensiune menținând în același timp rezistența totală
Dacă aveți nevoie de mai mult de lățime de bandă, este necesar să se aleagă între un amplificator operațional rapid, cu cel mai rău, de regulă, parametrii de zgomot, și o scădere a rezistenței. Pentru mai puțin de lățime de bandă în locul amplificatorului A1 este necesară pentru a furniza energie la unitatea câștig de lățime de bandă, prin urmare, este posibil să se utilizeze amplificator cu zgomot redus.
Figura 2.6 - grafice ale zgomotului de lățime de bandă și de intrare (creșteri de lățime de bandă mai repede decât zgomotul)
Compromisul pentru lățime de bandă, datorită câștigul de tensiune este creșterea nivelului de zgomot de ieșire, atât din cauza acestui câștig, și a amplificatorului plus. În timp ce dimensiunea mai mică a rezistorului R1 reduce densitatea zgomotului, acest efect este contracarată de o creștere a lățimii de bandă, până când nu există nici o schimbare a zgomotului final rezistor, care este mărită prin amplificarea tensiunii în al doilea amplificator, determinând o creștere corespunzătoare a zgomotului de ieșire, proporțională cu câștigul. La aceasta se adaugă zgomotul amplificatorului operațional, așa cum se arată și în fig. 2.6. În câștig interval redus, în cazul în raport de 1 la 10, zgomotul este determinat, în primul rând, amplificatoare operaționale și câștigul lor maxim. De asemenea, în acest interval de lățime de bandă prezentată în Fig. 2.6 operate capacitatea parazită și crește liniar cu câștigul datorită scăderii corespunzătoare a rezistenței. Între câștigurile 10 și benzi 100 începe să scadă din cauza A2 limitare. În același timp, o scădere a nivelului de zgomot de ieșire observat curba de egalizare. Recesiunea amplificator de bandă și scăderea simultană a rezistenței anulează efectul creșterii amplificării de tensiune, zgomot de ieșire lăsând neschimbat. Câștigurile variază de 100 la 1000, această tendință este încă prezentă, iar calitatea semnalului este mai mică, deoarece lățimea de bandă este redusă și de zgomot este constantă.
Cu condiția degradarea zgomotului permis în timpul amplificării înlocuit cu circuitul de demnitate de tensiune de rezistență ca întreg crește. Dacă luăm în considerare de lățime de bandă, această îmbunătățire poate compensa scăderea raportului semnal / zgomot. Am menționat mai devreme că un simplu curent de tensiune convertor mai suferă de lățime de bandă excesivă în amplificarea tensiunii amplificator de zgomot decât în amplificarea semnalului curent. Această tendință persistă în circuitul din Fig. 2.5, deoarece câștigul de tensiune crește, iar amplificatorul A2 începe să filtreze o frecvență mai mare. În sprijinul acestei curbe de zgomot, care cresc lent (spre deosebire de curbele de lățime de bandă), la punctul de lățime de bandă optimă. În acest moment optim de zgomot coincide banda de transmisie, cu o lățime de bandă a semnalului de transmisie. Ca rezultat, amplificatorul A1 funcționează acum ca o ieșire filtru activ, care a fost discutat anterior.
În unele cazuri, un neajuns serios sistem dat este necesitatea utilizării a două amplificatoare operaționale fiecare fotoreceptoare: sute de senzori operează adesea în aceeași matrice. Poate fi folosit și un sistem de operare pentru a obține același câștig, dar fără rezistor cu o rezistență foarte mare, ar fi acceptabil în cazul în care o deteriorare a lățimii de bandă și de zgomot. Unul și același sistem de operare poate converti simultan curent în tensiune și apoi amplificarea de tensiune. Conform tehnicii convenționale, această problemă este rezolvată așa cum se arată în Fig. 2.7, o, - în cazul în care rezistorul R2 este necesar pentru a converti curentul în tensiune și rezistențe R3 și R4 - pentru a seta câștigul de tensiune. Curentul care curge din dioda prin rezistență, rezultând într-o intrare neinversoare a amplificatorului operațional primesc semnalul de tensiune. Cu toate acestea, această tensiune este, de asemenea, aplicată fotodioda, și din cauza se produce această neliniaritate, așa cum sa descris anterior.
In schimb, fotodioda este conectat direct între intrările amplificatorului operațional, iar apoi este sprijinit pe o tensiune zero. Așa cum se arată în Fig. 2.7, b, rezistori îndeplini aceleași funcții ca și în schema anterioară, dar funcția de transfer a circuitului va fi liniară. Curent de fotodiodă, de asemenea, curge prin rezistor R2, creând aceeași tensiune de semnal. Acest curent care curge în bucla de feedback, dar oferă un efect mai mic din cauza rezistențe mai mici.
a - efectul nedorit al tensiunii pe dioda;
b - eliminarea efectului utilizând o conexiune diodă între intrările AO.
Figura 2.7 - simultană de conversie și tensiune câștig curent-tensiune într-un amplificator operațional
Se adaugă o componentă mică care apare din cauza faptului că a înlăturat un amplificator operațional ca o sursă de creștere câștig. Cu toate acestea, noua sursă este pornit în Fig. 2.7, b, din nou, datorită capacității de diode, așa cum se arată în Fig. 2.8, precum și. zgomot amplificator de tensiune acționează direct prin vas, generând un curent de zgomot, care curge prin rezistor R2.
Impactul asupra răspunsului în frecvență prezentat în Fig. 2.9, și provoacă, de asemenea, o creștere a câștigului de zgomot la frecvențe înalte. Acest lucru are loc la frecvențe mai mari decât circuitul de bază al convertorului curent-tensiune, deoarece se aplică o rezistență minimă, iar această creștere va fi încheiată datorită scăderii răspunsului în frecvență a amplificatorului operațional. Pentru o diodă cu o capacitate mică, utilizate în ambele scheme de exemple, este acum acoperă o suprafață mică de pe grafic, ceea ce reduce în consecință, efectele zgomotului. Pentru diode mai mari, cu toate acestea, acest efect este de asemenea prezent, așa cum se arată prin linia punctată la o capacitate de aproximativ 200 pF. O parte din spectrul acoperit de creștere nu este situat la lățimea de bandă marginea superioară a amplificatorului, la fel ca în schema de bază. Prin urmare, zgomotul amplificator operațional nu devine principala sursă.
Figura 2.8 - Diagrama cu capacitate fotodiodă adăugarea de feedback la circuitul din Fig. 2.6
Figura 2.9 - Grafic Gain