跨阻

captz

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 一人吃菱角带壳嚼，有人提醒去壳，那人说，我岂不懂，是为了退火矣。听者自愧，生长在菱角产地竟不懂壳能退火，遂问：“您们那边菱角一定很多？”答：“那还用说！漫山遍野都种。”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   *)，夸阻就是电流/电压转换电路，按照欧姆定律一个电阻就行。转换率R=Rf=Vo/Ii，这么简单谁不懂？的确有以电压放大套路，故此言不多余。以下仿真，输入Ii是正弦波也好，是矩形波也好，都是一个1M电阻就行。转换率R=-Rf，输入Ii=1uA，输出Vo=1V。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

captz

  *)，但是负载电阻并联于Rf电阻，输出电压就随之变动，转换率R=Rf//Ro就不定。常用反向输入的电压跟随器匹配隔离，输入电流Ii在运放-端压降IiRf，输出反向-IiRf，转换率固定R=-Rf，Vo=-IiRf。

 

 

 上述电路加跟随器，在1K电阻负载输出Vo=-Ii*Rf=-(1.41e-6)(1e+5)=-141mV，就不随负载变。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

captz

*)，同向输入的跟随器

 

 

  电压信号Vi=-1pV/100Hz，变换并反向为电流Ii=1pA/100Hz的矩形波，在电阻Rf的压降V=Ii*Rf=(1e-12)(1e+9)=1mV，经电压跟随器在负载Rz输出电压Vo=1mV矩形波。必不可少的运放跟随器参数却给带来许多问题，不采取措施电路就不稳定甚至停摆。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wangerxian

这些图都刷不出来，访问的外链？

captz

captz 发表于 2022-4-24 17:47 *)，同向输入的跟随器       电压信号Vi=-1pV/100Hz，变换并反向为电流Ii=1pA/100 ...

*)，跨阻反馈电阻Rf的确定

 在电路分析中讲得最多的是带宽，但是0、极点的计算，都离不开电阻Rf，所以首先要确定该电阻，如何取值？谁都希望得到尽量大的转换率，以便一步到位实现电流电压转换。但是，当Rf大到运放基极电流产生的压降IbRf接近甚至顶电源轨时，电路就不稳定或者停摆。所以反馈电阻值受制于基极电流，取Rf<1/Ib；同时兼顾运放输入电阻Ri参数，取两者的小者。

captz

captz 发表于 2022-4-25 09:57 *)，跨阻反馈电阻Rf的确定  在电路分析中讲得最多的是带宽，但是0、极点的计算，都离不开电阻Rf ...

*)，带宽

跨阻的运放电路是电压跟随器，是一个低通滤波电路，幅频曲线在带宽的上转折频率处有凸起的谐振频点，信号频谱中的高次谐频如果与之同频就产生谐振，如果电路的带宽大于频谱的最高谐波fmax就不会。接近理想的矩形波频谱fmax是基频fo的217倍，而本仿真是101倍，所以如果选择GBW>100fi就不会谐振，就不必取计算带宽，简单得多。

设输入口等效电容Ci=30pF，同一电路，传输50Hz矩形波的最高次谐频远远小于幅频曲线的谐振点，输出信号就不失真。而传输1KHz信号就谐振如红线。

 

 

 

 

 

 

 

 

captz

*)，失调电压是关键

要跟踪运放参数的改变自动调0失调电压非常困难，但是可以将失调电压调得极小，使其因温漂误差等原因引起的参数改变造成的失调电压在精度要求的范围内，这样对运放参数的取值留较大的余量。按照网上搜索的的数据推算，设温度改变100°C，各参数余量，Ib取100倍，Vos、 Ao、Ri、SR和GBW各取 10倍。

我以前发过运放组合跟随器，可以将失调电压调得很小。以下是运放Lm324复合跟随器，失调电压残值Uo小至nV级；设温漂等原因参数改变如红框内数据，残值Uo也才2uV。

 

 

captz

*)，用复合跟随器的跨阻电路

  上述电路加两个电阻，按照红框内参数计算，Rf实现电流电压转换，转换率R=Rf=0.3e+6，应对+端基极电流压降IbRf，设置电阻Rf’=Rf，产生IbRf’压降相抵消。输入Ii=10nA，Vo=IiR=(1e-8)(0.3e+6)=3mV，设置Ra微调，中轴偏离是uV级。

输入改在Rf’与Ra连接点，就成了通常的反向输入跟随器。转换率R=-Rf’，而Rf就成了输出失调电压的调0电阻(如黑线)。

 

 

captz

captz 发表于 2022-4-26 20:10
*)，用复合跟随器的跨阻电路

  上述电路加两个电阻，按照红框内参数计算，Rf实现电流电压转换，转 ...

 

*)，此贴讲得差不多了。现在有一个仿真题，如何将频率3Hz/幅度10pA矩形波电流信号，转换成mV级电压输出？条件是两个运放Lm324，参数如上述红框内，仅使用电阻搭建电路。

 

freebsder

详细，学习了。

Demmo

讲得很好，收藏学习了