Si una hoja de datos (como AD828 ) dice que un opamp es estable en Gain> 2 (o recomienda trabajar con G> 2, por lo tanto, claramente no es una ganancia de unidad estable), ¿qué podemos deducir sobre su estabilidad en la configuración de inversión en G = -1; G = -2 o G << - 2 (como en cualquier configuración de amplificador de transimpedancia)? ¿Es siempre inestable en los tres casos anteriores si no se compensa?
operational-amplifier
gain
stability
inverting-amplifier
Gianluca G
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Respuestas:
La estabilidad es una función de GANANCIA DE RUIDO, no estrictamente lo mismo que ganancia ...
La ganancia de ruido sigue la fórmula para la ganancia de una etapa no inversoranorteG = 1 + R f/ Rg
Para una etapa de ganancia de unidad inversora, será 2, haciendo que la parte sea estable en esta configuración.
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La ganancia de bucle es el factor determinante de la estabilidad.
Ganancia de bucle = Beta * Ao donde Beta = fracción de retroalimentación = R1 / (R1 + R2) y Ao = ganancia de bucle abierto.
1 / Beta = ganancia de ruido.
Por lo tanto, un amplificador no inversor con una ganancia de bucle cerrado de 2 (R1 = R2, Beta = 0.5 y Ganancia de ruido = 2) tiene la misma Beta y, por lo tanto, la misma ganancia de ruido que un amplificador inversor con una ganancia de bucle cerrado de -1 (R1 = R2, Beta = 0.5 y ganancia de ruido = 2).
Esto significa que un amplificador inversor con una ganancia de -1 es tan estable como un amplificador no inversor con una ganancia de 2.
Además de que la ganancia de ruido es el factor determinante de la estabilidad, la ganancia de ruido también determina el ancho de banda de un amplificador.
Ancho de banda = GBW / ganancia de ruido.
Por lo tanto, un amplificador no inversor con una ganancia de 2 (R1 = R2) tiene el mismo ancho de banda que un amplificador inversor con una ganancia de -1 (R1 = R2). Si hace que las ganancias de bucle cerrado de los dos amplificadores sean iguales a 2, entonces el amplificador inversor tendrá un ancho de banda igual a 2/3 del ancho de banda del amplificador no inversor.
El amplificador no inversor con una ganancia de bucle cerrado de 2 tiene R1 = R2 y una ganancia de ruido de 2. El amplificador inversor con una ganancia de bucle cerrado de 2 tiene R2 = 2 * R1 y una ganancia de ruido de 3.
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La estabilidad es una función del cambio de fase de retroalimentación total.
1) Rout + Cload: 100 ohms y 100pf son constantes de tiempo de 10.000 picosegundos, produciendo un cambio de fase de 45 grados a 100 MegaRadians / segundo de 16MHz. Muchos opamps tienen Rout (resistencia de salida interna) cerca de 100 ohmios; algunos tienen Rout >>> 1Kohms.
2) margen de fase más allá de 90 grados: un opamp de margen de fase de 60 grados (margen de fase de ganancia de unidad) tiene 90 + 30 = 120 grados de desplazamiento de fase
3) desplazamiento de fase en el nodo virtual_ground: suponga 10pF en ese nodo y equivalente resistivo (Rin || Rfb, o Rg || Rfb) de 1,000 ohmios; esto produce 10,000 picosegundos tme constante, o 45 grados a 16MHz.
¿Qué rescata una red de retroalimentación? Por lo general, la capacitancia de retroalimentación parásita en paralelo con la resistencia de retroalimentación. En mi humilde opinión
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