Phasenverschiebung nahe der Sättigung im Verstärker der Eingangsstufe - Wie funktioniert das, warum funktioniert das?

Ich versuche zu verstehen, wie diese Schaltung in der Eingangsstufe des Impedanzanalysators 4192A funktioniert.

4192A Impedanzanalysator Transimpedanz-Frontend

Entschuldigung für die Qualität ... das ist der beste Scan, den ich finden konnte. Das Design ist mit folgender Erklärung versehen:

Parallel zur grundlegenden Rückkopplungsschleife (R145) für die Strom-zu-Spannungsfunktion wendet die Sekundärschleife, bestehend aus R132, C112 und der Klasse-C-Vorspannungs-Gegentaktverstärkerstufe (Q30 und Q31), eine nichtlineare Rückkopplung zur Unterdrückung an die Ausgabe für übermäßige Eingaben. Normalerweise sind sowohl Q30 als auch Q31 ohne Basisvorspannung ausgeschaltet. Über fast den gesamten Spannungsbereich des Verstärkerausgangs ist die sekundäre Rückkopplungsschleife offen, sodass der IV-Wandlerverstärker eine lineare Verstärkungskennlinie hat. Wenn sich ein transienter unsymmetrischer Eingang dem Sättigungspegel des Verstärkers nähert, schalten sich Q30 und Q31 im Spitzenbereich des Ausgangs ein, bevor eine Sättigung eintritt. Wenn die sekundäre Rückkopplungsschleife die Verstärkung des IV-Wandlers verringert, wird ein weiterer Anstieg der Ausgangsspannung unterdrückt. Es moderiert die Sättigung des Verstärkers und folglich verhindert eine Phasenverschiebung am Ausgang (Sättigungseffekt). [Aus dem 4192A Servicehandbuch]

Zunächst möchte ich fragen, ob es nach dem Eliminieren von Q30 und Q31 eine Möglichkeit gibt, zu sehen, wie die beschriebene Phasenverschiebung nahe der Sättigung zustande kommt. Ist dies eine Eigenschaft von Operationsverstärkern im Allgemeinen oder nur die Art und Weise, wie dieser Verstärker konstruiert ist? Diese Schaltung ist eine Art High-Gain-Verstärker mit Rückkopplung und wirkt wie ein Operationsverstärker, richtig? Schließlich verstehe ich nicht, wie das Hinzufügen von Q30 und Q31 dazu führen würde, dass der Ausgang auf eine Weise abgeschnitten wird, die eine geringere Phasenverschiebung aufweist, als wenn der Verstärker ohne Q30 und Q31 in die Sättigung getrieben würde. Die einzige Art von Phasenverschiebungs-Nichtlinearität, die ich verstehe, ist eine slew-induzierte Verzerrung. Ist es das, worauf sie sich beziehen? Ich denke, ich kann verstehen, wie die Verwendung von Feedback zum Reduzieren der Verstärkung die Anstiegsrate verringern würde, aber das Anstieg ist am schnellsten nahe null Volt, wo Q30 und Q31 die Verstärkung nicht verringern.

Vielen Dank im Voraus für einen Blick!

EDIT: Noch ein Gedanke. Könnte die Phasenverschiebung durch die Erholungszeit des Verstärkers beigesteuert werden, sobald er in die Sättigung gefahren ist? Wie in ... wenn einige der BJTs in die Sättigung getrieben werden, müssen Sie vermutlich warten, um die gespeicherte Ladung von der Basis zu entfernen, bevor sie die Sättigung verlassen und der Verstärker reagiert. Wenn in der Beschreibung „Sättigung“ steht, meinen sie vielleicht nicht nur „nicht gerailt“, sondern auch „keine Transistoren werden aus dem aktiven Regime getrieben“

Antworten (1)

Bis sich dieser oberste PNP einschaltet, passiert in den anderen 5 Transistoren nichts, soweit ich das anhand des Schaltplans erkennen kann.

Es ist eine schwer lesbare Zeichnung.

Ich habe ähnliche Schaltungen (Hochgeschwindigkeits-Eingangsklemmen) an Fotodiodenverstärkern für IRDA durchgeführt

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan