Stabilità Opamp data in non invertire la configurazione

Se un foglio dati (come AD828 ) afferma che un opamp è stabile su Guadagno> 2 (o si consiglia di lavorare con G> 2, quindi chiaramente non è guadagno unitario stabile), cosa possiamo dedurre dalla sua stabilità nella configurazione invertente in G = -1; G = -2 o G << - 2 (come in qualsiasi configurazione di amplificatore di transimpedenza)? È sempre instabile nei tre casi precedenti se non compensato?

— Gianluca G
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Buona domanda. Le prestazioni dinamiche sono anche specificate in G = -1, quindi sembrerebbe che sia stabile anche al di sotto di -1, ma non sono sicuro.

— Linkyyy,

@Linkyyy Sei sicuro di non voler dire: quindi sembrerebbe che sia anche INstable a G = -1 Il loopgain non cambia per G = 1 vs G = -1. È anche il loopgain che determina (in) stabilità. G = -1 vs G = +1 differisce solo nel modo in cui viene applicato il segnale di ingresso .

— Bimpelrekkie,

Configurazione dell'amplificatore di transimpedenza Penso che l'amplificatore di transimpedenza sia un cattivo esempio qui, poiché quelli che conosco applicano tutti l'ingresso (corrente) all'ingresso -, quindi sostanzialmente si stanno tutti invertendo . Penso che dovremmo considerare solo amplificatori di tensione, poiché possono essere invertiti e non invertenti.

— Bimpelrekkie,

È un amplificatore video, quindi perché stai anche considerando un TIA?

— Andy aka

@Linkyyy la larghezza di banda a -1 è sostanzialmente inferiore a quella data in G = + 2 Stai confrontando le mele con le pere. È giusto confrontare G = -1 vs G = 1 o G = 2 vs G = -2. Il BW sarà diverso tra G = +/- 1 e G = + / - 2 perché il prodotto GBW è costante.

— Bimpelrekkie,

Risposte:

La stabilità è una funzione di NOISE GAIN, non esattamente come il guadagno ...

Il guadagno di rumore segue la formula per il guadagno di uno stadio non invertente

N sol = 1 + R f / R g

$NG = 1 + Rf/Rg$

Per una fase di guadagno di unità invertita questa sarà 2, rendendo stabile la parte in questa configurazione.

— Dan Mills
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Sebbene sia stato un progettista analogico per 25 anni, non sapevo del "guadagno del rumore", ma cercando quello che è, è fortemente correlato al guadagno del loop, che è quello che uso per valutare la stabilità del loop. Mi piace il termine "noise gain", poiché sottolinea che non esiste alcuna relazione tra stabilità e segnale di ingresso del circuito. Materiale di buona lettura: analog.com/media/it/training-seminars/tutorials/MT-033.pdf

— Bimpelrekkie

I classici sono di Tobey, Graeme, Huelsman; due buoni libri

— analogsystemsrf

Cos'è NG per un TIA? Infinito (Rg = 0)?

— Gianluca G,

Il guadagno del loop è il fattore determinante per la stabilità.

Guadagno loop = Beta * Ao dove Beta = frazione di feedback = R1 / (R1 + R2) e Ao = guadagno ad anello aperto.

1 / Beta = Guadagno del rumore.

Quindi un amplificatore non invertente con un guadagno in anello chiuso di 2 (R1 = R2, Beta = 0,5 e guadagno del rumore = 2) ha la stessa Beta e quindi lo stesso guadagno di rumore di un amplificatore invertito con un guadagno in anello chiuso di -1 (R1 = R2, Beta = 0,5 e guadagno del rumore = 2).

Ciò significa che un amplificatore invertente con un guadagno di -1 è stabile come un amplificatore non invertente con un guadagno di 2.

Oltre a Noise Gain come fattore determinante per la stabilità, Noise Gain determina anche la larghezza di banda di un amplificatore.

Larghezza di banda = GBW / Guadagno rumore.

Quindi un amplificatore non invertente con un guadagno di 2 (R1 = R2) ha la stessa larghezza di banda di un amplificatore invertente con un guadagno di -1 (R1 = R2). Se i guadagni ad anello chiuso dei due amplificatori sono entrambi uguali a 2, allora l'amplificatore invertente avrà una larghezza di banda pari a 2/3 della larghezza di banda dell'amplificatore non invertente.

L'amplificatore non invertente con un guadagno in anello chiuso di 2 ha R1 = R2 e un guadagno di rumore di 2. L'amplificatore invertente con un guadagno in anello chiuso di 2 ha R2 = 2 * R1 e un guadagno di rumore di 3.

— Giacomo
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Dai un'occhiata alla scheda tecnica per l'amplificatore operazionale AD744, che è stabile per guadagni non invertenti di +2 o maggiori e anche per guadagni invertiti di -1 o maggiori. Per essere utilizzato come follower del guadagno unitario, questo amplificatore operazionale richiede una compensazione aggiuntiva.

— James,

-1

Stabilty è una funzione del cambio di fase di feedback totale.

1) Rout + Cload: 100 ohm e 100pf sono 10.000 picosecondi costanti, producendo uno sfasamento di 45 gradi a 100 MegaRadians / secondo di 16MHz. Molti opamp hanno Rout (resistenza di uscita interna) vicino a 100 ohm; alcuni hanno rotta >>> 1Kohms.

2) margine di fase oltre i 90 gradi: un opamp del margine di fase di 60 gradi (Unity Gain phase margin) ha 90 + 30 = 120 gradi sfasamento

3) sfasamento nel nodo virtual_ground: assumere 10pF su quel nodo ed equivalente resistivo (Rin || Rfb o Rg || Rfb) di 1.000 ohm; ciò produce 10.000 picosecondi di costante costante, o 45 gradi a 16 MHz.

Cosa salva una rete di feedback? Di solito la capacità di feedback parassita in parallelo con la resistenza di feedback. A parer mio

— analogsystemsrf
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