Amplificatore a transimpedenza

[wolf91]

Buon giorno. Se avete due minuti e riuscite a dare un'occhiata alla figura 5 tra le APPLICATIONS INFORMATION del seguente datasheet http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa2380.pdf vorrei chiedervi perché la capacità di feedback viene scelta imponendo l'uguaglianza tra il polo di feedback e il secondo membro dell'equazione (1). anche perché tale formula viene riportata in moltri altri datasheet.Grazie in anticipo

[elfo]

Hai provato a guardare

Compensate Transimpedance Amplifiers Intuitively

http://www.ti.com/lit/an/sboa055a/sboa055a.pdf

in particolare l'equazione 5 e la relativa spiegazione?

[wolf91]

Hai provato a guardare

Compensate Transimpedance Amplifiers Intuitively

http://www.ti.com/lit/an/sboa055a/sboa055a.pdf

in particolare l'equazione 5 e la relativa spiegazione?

Grazie per l'aiuto.
Ora visto che tu lo hai già studiato, posso chiederti di spiegarmi il motivo per cui se faccio ricadere il polo fuori dalla banda ad anello aperto dell'amplificatore il mio sistema diventa instabile causando oscillazioni??
grazie ancora.

[Pioz]

Ciao, cerco di spiegartelo molto velocemente

Il problema e' legato alla capacita' di transizione del diodo in polarizzazione inversa che alle alte frequenze forma un filtro passa basso con la resistenza di retroazione R. Se guardi bene si crea la struttura di un derivatore che, come sai, ha problemi di stabilita' alle alte frequenze.

Per vederlo meglio basta disegnare il diagramma di bode del guadagno in catena diretta (quello dell'opamp) e l'inverso del guadagno della catena di retroazione (quello tratteggiato). Come vedi nelle intersezioni i margini di chiusura e apertura sono entrambi a 40 dB/dec, che significa che la fase in quel punto e' circa a -180 e hai un margine di fase praticamente nullo...ergo il sistema diventa instabile.

Si aggiunge percio' una compensazione, che nel derivatore classico e' rappresentata dalla resistenza in serie al condensatore, qui pero' non puoi mettere una resistenza in serie al diodo perche' ne alteri il funzionamento. La compensazione e' data da Cf che crea il diagramma di retroazione che vedi in rosso. I margini di apertura e chiusura ora sono di 20dB e piu' anticipi quel polo piu' aumenti il margine di fase. Allo stesso tempo pero' stai anche restringendo la banda dell'anello.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[Pioz]

ADD:

Come vedi, se lo zero di (dove e' la rete di retroazione che dall'uscita riporta segnale all'ingresso) cade dopo la di transizione dell'opamp il problema non si pone perche' i rapporti di chiusura ed apertura diventano di 20dB; ma il problema qui e' legato al fatto che generalmente la resistenza R e' molto alta, perche' le correnti prodotte dal fotodiodo sono piuttosto piccole. La capacita' di transizione e' anch'essa piccola, ma e' moltiplicata per una resistenza R grande, percio' lo zero cade comunque prima della di transizione, creando cosi' il problema di stabilita'.

Questo problema di stabilita' si riscontra sempre nei casi in cui la retroazione dall'uscita all'ingresso sia una fdt di tipo passa basso...magari il condensatore non ce lo metti tu, ma e' dato dalla capacita' parassita di un diodo o delle sole piste del PCB ai terminali dell'opamp...e' anche per questo che non si usano resistenze troppo grandi per fare un banale amplificatore invertente/non invertente..perche' quando sono moltiplicate per la capacita' parassita in ingresso all'opamp possono dare luogo a questi problemi!

Questo tipo compensazione si chiama NOISE GAIN COMPENSATION perche' va ad agire sul guadagno del circuito alle alte frequenze, al limite di quella che comunque sarebbe la sua banda...la compensazione cambia quindi il comportamento del circuito alle frequenze che per te sono nulla di piu' che rumore