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亚博买球首选|一种直接测量运算放大器输入差分电容的方法

2021-05-22 

本文摘要:第53卷第4期,今年十月GlenBrisebois和ArthurAlfredRoxas简述输出电容很有可能会沦落低电阻和高频率运算放大器(opamp)运用于的一个关键规格型号。

第53卷第4期,今年十月GlenBrisebois和ArthurAlfredRoxas简述输出电容很有可能会沦落低电阻和高频率运算放大器(opamp)运用于的一个关键规格型号。特别注意的是,当光电二极管的结电容较钟头,运算放大器的输出电容不容易沦落噪音和视频码率难题的核心要素。

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运算放大器的输出电容和系统对电阻在放大仪的呼吁中造成一个零点,进而危害可靠性并降低较高频下的噪音增益值。因而,可靠性和震幅裕量很有可能会降低,键入噪音很有可能会降低。

本质上,之前的一些CDM(差模电容)测量技术性根据的是低电阻反相互之间电源电路、可靠性剖析及其噪音剖析。这种方式很有可能会十分繁杂。在例如运算放大器这类的系统对放大仪中,总合理地输出电容由CDM与负输出共模电容(或对地的CCM–)串联组成。

CDM没法测量的缘故之一是运算放大器的关键每日任务是防止2个输出不涉及到。与测量CDM的可玩度相比,必需测量对地的因此以输出共模电容CCM+较为更非常容易一些。

在运算放大器的同相互之间扩展槽上放置一个较小的串连电阻并造成正弦波形或噪音源,就可以用以频谱分析仪或频谱仪来测量由运算放大器输出电容而造成的-3dB的相频特性。假定CCM+和CCM–完全一致,尤其是针对工作电压系统对放大仪。

可是,这些年,测量CDM看起来日渐艰辛;运算放大器的原有特点不容易迫不得已其输出超过,进而自举CDM,因而所用以的各种各样各有不同的技术性都没法比较满意。当输出被强迫分离出来并展开电流量测量时,键入将妄图展开应对。

-检验CDM的传统式方式是间接性测量,该方式依靠震幅裕量的降低,且因串联用以CCM–等别的电容而看起来更为简易。大家期待被测运算放大器必须像顾客平常的使用方法一样,在闭环控制标准下长期经营并执行作用。

提议的一种脱离实际方式是提取输出并展开键入削波,可是这很有可能会使內部电源电路没法工作中(不尽相同运算放大器流形),因而计算电容有可能没法反映具体工作中电容。在这类方式中,会对输出展开过多提取,以避免 输出级的离散系统及其过多的键入摆幅或削波。

文中将解读一种比较简单必需的CDM测量方式。图1.必需测量LTspice中的CDM电阻。绘图V(r)/I(R1)曲线图以获得电阻。在本例中,在1MHz頻率下,-89.996°时Z为19.89437kΩ(10(85.97/20)),运用公式计算C=1/(2π×Z×Freq),Z恰好为8pF。

测量CDM的新方式创作者规定只用以增益值为1的油压缓冲器电源电路,并用以电流源鼓励键入和转化器输出。键入和转化器输出将仅有在运算放大器允许的范畴内变化。在低頻下,键入的变化较小,因而根据CDM的电流量不容易较小。而在过高频下,检测很有可能会违宪,更何况結果也不好。

但在高频下,运算放大器的增益值视频码率不容易升高,但不会太低,键入变化仍可获得充裕大的工作电压鼓励和可测量的根据CDM的电流量。LTspice的本底噪音彻底不受到限制,因而能够展开比较简单的检测模型,如图所示1下图。当寻找该技术性在LTspice中十分精准合理地后,接下去的难题便是“我否在现实世界中获得充裕的SNR以展开不错的测量?”该相角彻底相同-90°,这强调电阻是溶性的。

2pF共模电容会损坏测量,由于CCM–出不来途径中,且1/(2×π×Freq×CCM+)>>1Ω。挑戰:找寻合适的机器设备和具体检测设定如图所示1下图,将2mΩ电阻串连在运算放大器的键入尾端,以将鼓励从电压源转换为电流源。

这将允许连接点“r”中不会有小工作电压(它会与在运算放大器的同相互之间扩展槽中所看到的工作电压差别很远),并将导致小电流流向被测CDM的输出尾端中间。自然,如今的键入工作电压较小(由被测元器件(DUT)展开油压缓冲器),并且CDM中的电流量也较小(在本模型中为57nA),因而在工作中台子上用以1Ω电阻展开测量将很艰辛。LTspice.ac和LTspice.tran模型没电阻噪音,但现实世界中的1Ω电阻具有131080A/√Hz的噪音,从大家预估的57nA电容电流量中不可以造成57nV数据信号。

更进一步的模型强调,用50Ω或1kΩ更换R1会导致在目标比特率范畴内的頻率下流入CCM+的耗损电流量过大。为了更好地获得比比较简单电阻更优的电流量测量技术性,可用以跨阻放大仪(TIA)更换R1。

TIA输出不容易相接到运算放大器的同相互之间扩展槽,在该扩展槽上务必电流量,另外工作电压同样为虚地以防止CCM–中的电流量。实际上,这更是Keysight/AgilentHP4192A等四端口号电阻检测仪的搭建方法。

HP4192A能够在5Hz至13MHz的頻率范畴内展开电阻测量。


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