應用報告–1993年3月–修訂2005年3月用直觀方式補償互阻抗放大器ry.....................................................高性能線性產品互阻抗放大器用于將低位的光電二極管電流轉換為可用的電壓信號。根據經驗，放大器通常必須經過補償才能正常操作。如果您查看了涉及的所有元件，就比較容易理解這一點。圖1顯示了典型的光電二極管應用。通過檢驗，理想的互阻抗傳輸函數為：V+*IS@ZF+*ISRF@)j2pfRFCF(1)此方程式表明頻率響應完全受反饋網絡影響。但這并不能解釋互阻抗放大器為什么容易振蕩。圖2更為深入地探討了穩定性問題。光電二極管替換為理想的電流源，并且與其等效電阻D和電容D并聯。運算放

大器的輸入電容不能忽略，而應將其作為D的一部分包括在內。此配置的噪聲增益（即非反相閉環增益）決定電路的穩定性。這是因為任何噪聲信號，不管多么小，都可能

觸發不穩定的電路振蕩起來。通過檢驗，傳輸函數可確定為：Af)+Af)+R)RDRD@R)RDRD@pfRRǔRRD)j2C)C))j2pfRFCFf)j)jfZffP(2)直流增益完全由電阻設置。與互阻抗函數一樣，極點頻率fP也是由反饋網絡設置。零頻率fZ由和二極管電容之和以及(b)反饋和二極管的并聯電阻確定。(a)反饋CCFRRFCDVRDV圖1.典型的光電二極管互阻抗放大器圖2.用理想元件模擬的光電二極管–1993年3月–修訂2005年3月用直觀方式補償互阻抗放大器1通常，反饋電阻比光電二極管’的等效電阻小得多，因而使直流電阻增益的值約等于1。并聯電阻值基本上

等于單獨的反饋電阻值。因此，fZ將始終低于f，如圖3。圖4描繪了三種閉環響應曲線與開環增益曲線相交的情況。當fP在開環增益曲線之外時，穩定性將降低。

對于f，電路將振蕩。如果fP在開環增益曲線之內，則互阻抗電路絕對穩定。f就是這種情況，但是獲

得這樣的穩定性需要放棄一定的互阻抗帶寬。最佳解決方案就是fP在開環增益曲線上，如f所示。由于fP由反饋網絡確定，所以所需做的就是合理選擇。在發現噪聲增益的高頻漸近線由電容值單獨決定之后，此進程可以大大簡化：AfuufP)+C)CDCF(3)此值應等于運算放大器在fP處的開環增益。將運算放大器的增益帶寬積(除以fP就可得到開環增益。將這兩個表達式設置為等式：GBWfP+C)CDCF(4)簡單代入得到一個二次方程式，其唯一的正實解為：CF+1FGBW???))8pRFCDGBWǔ4pR(5)一旦確定了運算放大器的最小增益帶寬和光電二極管的最大電容，此簡單方程式就可以選擇合適的反饋電容

來保證穩定性。簡化一些假設條件和執行少量代數運算之后，可以進一步獲得解答：fP[?GBW2pRFCD(6)此結果指出，對于給定的運算放大器和光電二極管，互阻抗帶寬與反饋電阻的平方根成反比。因此，如果帶

寬是關鍵要求，則最佳方法可能是選擇一個適中的互阻抗增益級，后面跟隨一個寬帶電壓增益級。LogAvLogAvA11fZfPLogffZfffP1fLogf圖3.噪音分析的波德圖圖4.與運算放大器開環增益相交的各種反饋響應2用直觀方式補償互阻抗放大器–1993年3月–修訂2005年3月重要聲明德州儀器()及其下屬子公司有權在不事先通知的情況下，隨時對所提供的產品和服務進行更正、修改、增強、改進或其它更改，并有權隨時中止提供任何產品和服務。客戶在下訂單前應獲取最新的相關信息，并驗證這些信息是否完整且是最新的。所有產品的銷售都遵循在訂單確認時所提供的銷售條款與條件。保證其所銷售的硬件產品的性能符合標準保修的適用規范。僅在保修的范圍內，且認為有必要時才會使用測試或其它質量控制技術。除非政府做出了硬性規定，否則沒有必要對每種產品的所有參數進行測試。對應用幫助或客戶產品設計不承擔任何義務。客戶應對其使用組件的產品和應用自行負責。為盡量減小與客戶產品和應用相關的風險，客戶應提供充分的設計與操作安全措施。不對任何專利權、版權、屏蔽作品權或其它與使用了產品或服務的組合設備、機器、流程相關的知識產權中授予的直接

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欺詐性商業行為。對此類虛假陳述不承擔任何責任。可訪問以下地址以獲取有關其它產品和應用解決方案的信息：產品放大器http://ti.cn/ifiers數據轉換器http://ti.cn/dataconvertershttp://ti.cn/dsp接口http://ti.cn/interface邏輯http://ti.cn/logic電源管理http://ti.cn/微控制器http://ti.cn/crocontrollers應用音頻http://ti.cn/audio汽車http://ti.cn/autive寬帶http://ti.cn/broadband數字控制http://ti.cn/control光纖網絡http://ti.cn/opticalnetk安全http://ti.cn/security電話http://ti.cn/telecom視頻與成像