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关于“单位增益稳定”的疑问

最近开始设计一个微小电流的检测仪器,需要一个电流-电压转换的放大模块,不知道单位增益不稳定的放大器能不能作为用于电流-电压转换的放大器(如下图),想请教一下“单位增益稳定”的概念。

Andy Tan:

楼主你好,按照我的理解,所谓单位增益稳定,是指运放增益为1时其工作的相位裕度足够,运放工作是稳定的,能很好将输出信号完全反馈到运放的反向输入端。

所以有些运放有特别指出其是单位增益运放(UGS)比如OPA227,同时相对其有另外一个概念叫做非完全补偿运放:

OPA228(OPA227UGS版本)精密,低噪声BJT运放OPA637(OPA627UGS版本)精密,高速JFET运放OPA345(OPA344UGS版本)轨对轨CMOS运放LMP7717(LMP7715UGS版本)88MHz CMOS运放

请看到他们之间的比较:

shuo jia:

回复 Andy Tan:

能做一下分析吗?还是不太懂

Andy Tan:

回复 shuo jia:

那个地方有疑惑?说出来一起讨论下。

Roman Wang:

你好,

做微电流检测,有很多注意的地方。

以光电检测例,光电管的输出阻抗很大(大概在Mohm级),由于反馈电阻也较大,两者可以比拟,因而看起来类似于反相输入的“单位增益”。所以最好是单位增益稳定型运放。

另外,也取决于你放大电流的性质,是直流电流,还是脉冲电流。

shuo jia:

回复 Andy Tan:

我现在用opa637做同相放大,一开始GIAN=2时,一直自激。但是改为5后还是自激,跨接了100p反馈电容,自激消除了,但是带宽损失严重只能做到1M了。

到底是怎么回事?

Roman Wang:

回复 shuo jia:

你好,

请问你前面的电流源是使用的光电二极管吗?

如果是的,这是情理之中的。因为光电二极管的结电容在反馈环路中形成了一个极点,使电路相伴裕度不够。在反馈电阻上并联电容,引入一个零点,来“中和”极点造成的相移,因而消除了振荡。

就像一本教材上所说:"it's impossiable to get something from nothing",为了获得更好的稳定性,这里牺牲了带宽。二者是一个折中。

shuo jia:

回复 Roman Wang:

不是,我是用电压信号源直接输入的信号。。。衰减怎么解决?怎么处理跨接电容对频响的影响?有参考连接也行。。。中文的。

Roman Wang:

回复 shuo jia:

你好,

直接用电压信号源输入是不合理的。可以串一个大电阻作电压-电流源转换。

这里Cf的值Ci的值息息相关,通常反馈的电容越小,带宽越大,当然相伴裕量也越小。也就是需要脉冲响应的上升沿越陡峭,也会伴随一些过冲和超调。

结合实际电路布板,需要调试在保证稳定的情况下,获得最大的带宽。

 

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