Was ist der Bode-Plot eines invertierenden Operationsverstärkers, wenn Sie die Widerstände durch Kappen ersetzen?

Was ist der Bode-Plot eines invertierenden Operationsverstärkers, wenn Sie die Widerstände durch Kappen ersetzen? Was ist, wenn Sie dem Ausgang jetzt eine kapazitive Last hinzufügen?

Aktualisieren:

Ich habe eine schnelle Simulation durchgeführt und der Bode-Plot sieht wie folgt aus. Es sieht so aus, als ob es zwei Pole gibt, aber ich bin immer noch verwirrt darüber, wie ich die Übertragungsfunktion analytisch ableiten und die Pole analytisch berechnen kann. Wäre es nur -C1/Cf, wo sich die Frequenzterme (jw) aufheben?Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Aktualisierung 2:

Es scheint, dass in dieser Frage einige Klärungsbedarf besteht. Ein nicht invertierender Operationsverstärker ist unten gezeigt. In dieser üblichen Konfiguration möchte ich die Schaltung analysieren, wenn Sie die Widerstände durch Kondensatoren ersetzen würden. Ich habe eine schnelle Simulation durchgeführt, wie in meinem ersten Update zu sehen. Ich verstehe jetzt, dass die Verstärkung der Schaltung -C1 / Cf ist. Ich bin jedoch verwirrt darüber, wie man Pole für das Bode-Diagramm dieser Schaltung von Hand berechnet. Jede Hilfe wird sehr geschätzt.

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Kommentare / Bunfight wurden hierher in den Chat verschoben . Nicht genügend relevante technische Inhalte.
Bitte lesen Sie die Antwort von @frr sorgfältig durch, die erklärt, warum diese Schaltung nicht funktionieren kann. Sie fragen nach dem Verhalten als Reaktion auf eine Last, die nur für einen echten Operationsverstärker ein Problem wäre.

Antworten (2)

Ich habe die Frage als ein Standard-Lehrbuch verstanden, das einen Operationsverstärker invertiert, wobei R1 und R2 durch die Kondensatoren C1 und C2 ersetzt wurden.

Die Widerstände werden zu komplexen (imaginären) Impedanzen Z1=1/jwC1 Vorwärts- und Z2=1/jwC2 Rückkopplung. Der TF ist das Verhältnis -C2/C1, wie bereits im OP erwähnt.

(Ich schlage vor, dass das OP das Diagramm aktualisiert, um die beabsichtigte Schaltung anzuzeigen.)

Ich nehme an, das sind Hausaufgaben, und daher ist der OpAmp ideal. Die TF ist dann eine Konstante und unabhängig von f.

Es gibt viele Tutorials, schriftlich und auf YouTube, um die TF einer solchen Anordnung abzuleiten. Es ist nicht kompliziert. Ein Beispiel ist https://masteringelectronicsdesign.com/how-to-derive-the-inverting-amplifier-transfer-function/

Hier ist ein Beispiel zum Zeichnen des TF von http://sim.okawa-denshi.jp/en/opampkeisan.htm

Beachten Sie, dass die Kapazität im uF-Bereich liegt und die Widerstände nahe Null sind (Rechner akzeptiert R = 0 nicht).

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und die Diagramme sind bis weit in den GHz-Bereich flach, aber nicht darüber hinaus, aufgrund des R ungleich Null.

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In Wirklichkeit wird der TF für f nicht konstant sein, da die Kondensatoren und die Innenwiderstände der OpAmps interagieren, um Tief- oder Hochpassfilter zu bilden.

In der Praxis interagieren außerdem die Kondensatoren und die Induktivität der Operationsverstärkerleitungen, um Resonanzkreise zu bilden.

Diese Flachheit bleibt also nur bis zu einer bestimmten Frequenz bestehen, und dann wird es zu einem Kampf der Parasiten.

Danke schön! Das hilft bei der Klärung einiger Dinge. Ich konnte kein YouTube-Tutorial finden, das sich mit den Kondensatoren anstelle der Widerstände befasst. Gibt es etwas, das Sie teilen können? Derzeit schaue ich mir die Interna an, die in etwa so aussehen, wie hier in Abbildung 1 beschrieben (mit 2 Polen) ecircuitcenter.com/OpModels/2nd_and_3rd_Poles/… . Ich bin nur super unklar, wie man die Pole berechnet.
Ich habe kein Beispiel genau wie Ihre Frage mit 2 Cs gefunden, und ich denke, es gibt keins, weil es praktisch unsinnig ist. Aber schauen Sie sich die an, die ein allgemeines Z in fwd und fbk haben. Dann tragen Sie einfach Ihr Z=1/jwC ein. Ich werde einen Link zur Antwort hinzufügen.
Diese Antwort ist ein wenig gefährlich, da sie nur vage darauf hinweist, dass es praktische Probleme gibt, aber nicht explizit genug klarstellt, dass die Analyse bedeutungslos ist, wenn die Schaltung keinen Gleichstrompfad hat. Es reicht nicht aus zu überlegen, wie die Schaltung auf Änderungen reagiert, es muss auch berücksichtigt werden, wie sie ihre Anfangsbedingungen erhält.

In Wirklichkeit: Wenn Sie die Frequenzachse von DC zu höheren Frequenzen gehen, bleibt die AC-Verstärkung bis zu einer Frequenz bei -1, bei der die Ausgangstreiberfähigkeit des Operationsverstärkers durch die kapazitive Last überlastet wird. Dabei wird die Impedanz Ihrer Signalquelle vernachlässigt (sollte so niedrig wie möglich sein, damit das Experiment gültig ist).

Das Arbeiten mit kapazitiver Last ist im Allgemeinen ein problematisches Szenario für Verstärker. Die Kapazität beläuft sich bei hohen Frequenzen auf einen Kurzschluss.

Ein weiterer praktischer Aspekt: ​​Ohne DC-Vorspannung des (-) Eingangs driftet der Verstärker schnell auf eine der Schienen. Welche, das hängt von der inhärenten Unausgeglichenheit des Differentialeingangs ab (eine reale Eigenschaft, die mit Herstellungstoleranzen / Zufälligkeiten im Prozess zu tun hat). Wenn Sie diesen speziellen Effekt abmildern möchten, fügen Sie einen hochohmigen Widerstand parallel zwischen Ausgang und -in hinzu. Sagen Sie 1-10 Megaohm. Es wird die Übertragungsfunktion der Schaltung für einen sinnvollen Wechselstrom sehr wenig beeinflussen, aber die Verstärkung für Gleichstrom auf 0 festnageln.

Tatsächlich ist jede Schlussfolgerung, die das Fehlen eines Gleichstrompfads ignoriert, bedeutungslos.
Was ist der Bode-Plot eines invertierenden Operationsverstärkers, wenn Sie die Widerstände durch Kappen ersetzen?
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