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设计用于精密光电传感的跨阻放大器
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2022-11-28
时见栖鸦
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光电二极管及其关联的跨阻抗或前置放大器是光与有用输出电压之间的桥梁。尽管它们是基本元件，但设计精密仪器所需的电路会带来一系列多维问题，并且需要特别注意参数，例如相位裕度。光电二极管及其关联的跨阻抗或前置放大器是光与有用输出电压之间的桥梁。尽管它们是基本元件，但设计精密仪器所需的电路会带来一系列多维问题，并且需要特别注意参数，例如相位裕度。相位裕量尤为重要，因为它决定了电路的阶跃响应、过冲特性和品质因数 (Q)。然而，达到所需的相位裕度是一个过程。相位裕量尤为重要，因为它决定了电路的阶跃响应、过冲特性和品质因数 (Q)。然而，达到所需的相位裕度是一个过程。在跨阻放大器 (TIA) 设计之初，设计人员定义了运算放大器 (op amp) 的输出摆幅。从那时起，设计人员开始定义反馈电阻器和电容器，这决定了 TIA 的相位裕度。在跨阻放大器 (TIA) 设计之初，设计人员定义了运算放大器 (op amp) 的输出摆幅。从那时起，设计人员开始定义反馈电阻器和电容器，这决定了 TIA 的相位裕度。本文将简要讨论运算放大器的可用输出摆幅范围，然后是目标相位裕度推导。本文将简要讨论运算放大器的可用输出摆幅范围，然后是目标相位裕度推导。TIA 在光电传感电路中的应用TIA 在光电传感电路中的应用跨阻放大器 (TIA) 等光电传感电路可用于计算机断层扫描 (CT) 扫描仪、血液分析仪和烟雾探测器等精密系统。光电压转换的其他用途是位置传感器、红外 (IR) 高温计和色谱仪。在这些电路中，光电二极管会产生一个小电流，该电流与光照水平成正比。跨阻放大器 (TIA) 等光电传感电路可用于计算机断层扫描 (CT) 扫描仪、血液分析仪和烟雾探测器等精密系统。光电压转换的其他用途是位置传感器、红外 (IR) 高温计和色谱仪。在这些电路中，光电二极管会产生一个小电流，该电流与光照水平成正比。TIA 将光电二极管的电流输出信号转换为可用的电压电平。这种电流电压转换的实现包括一个光电二极管、一个放大器和一个电阻器/电容器反馈对（图 1）。TIA 将光电二极管的电流输出信号转换为可用的电压电平。这种电流电压转换的实现包括一个光电二极管、一个放大器和一个电阻器/电容器反馈对（图 1）。图 1：在简化模式下具有光电二极管和放大器的零反向偏置 TIA 电路。该 TIA 电路包含寄生放大器输入电容以及光电二极管结电容。（图片来源：Digi-Key Electronics）图 1：在简化模式下具有光电二极管和放大器的零反向偏置 TIA 电路。该 TIA 电路包含寄生放大器输入电容以及光电二极管结电容。（图片来源：Digi-Key Electronics）令人惊讶的是，该应用电路存在大量多维问题，其中最具挑战性的是满足首选相位裕度。为了使设计人员能够做到正确，他们必须使用电路的相位响应来确定电路的阶跃响应、过冲特性和 Q 因数。令人惊讶的是，该应用电路存在大量多维问题，其中最具挑战性的是满足首选相位裕度。为了使设计人员能够做到正确，他们必须使用电路的相位响应来确定电路的阶跃响应、过冲特性和 Q 因数。定义反馈电阻 R 定义反馈电阻 R F
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