Wie wird die Verstärkung des Operationsverstärkers in dieser Schaltung berechnet?

Wie berechne ich die Verstärkung für jede Stufe in dieser Schaltung ?

Ich sehe ein Feedback, aber kein Rg.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier ist also die Simulation der ersten Stufe der obigen Schaltung (ersetzt den MAX4477 durch einen LT1395). Danke Leute, ich habe in den letzten Stunden viel über aktive Filter gelernt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Ausgabegerät wird von Maxim ausdrücklich als Komparator aufgeführt: maximintegrated.com/en/products/analog/amplifiers/MAX987.html

Antworten (3)

Der Gewinn jeder Stufe

IC1a - es gibt einen 10M Rückkopplungswiderstand. Normalerweise würden Sie erwarten, einen Vorwiderstand zum Eingang zu finden, um Ihnen ein reines Verhältnis von Rf / Rg-Verstärkung zu geben. Der Ausgang der Fotodiode ist jedoch ein Strom . Diese Stufe gibt Ihnen Volt für den Stromeingang aus, der Widerstandsdimensionen hat, kein reines Verhältnis. In diesem Fall beträgt die Transimpedanz 10 MOhm, 10 V Ausgang für 1 uA Eingang.

IC1b, 2a, 2b - jeder hat einen Rg von 1k und einen Rf von 10k, also beträgt die DC-Verstärkung jeder Stufe 10. Die Cs bieten eine gewisse Bandpassfilterung.

IC3 ist ein Komparator mit sehr hoher Verstärkung um den Schwellenwert herum (Nullverstärkung bei anderen Eingangsspannungen). Dazu müssen Sie sich das Datenblatt ansehen.

Komparatoren haben Gewinn? Verdammt. Irgendeine Quelle dafür? oder redest du von Open Loop Gain?
@ammar.cma Alle Verstärkungen beginnen als Open-Loop-Verstärkung. Ein Operationsverstärker hat eine lineare Verstärkung, die durch die Verwendung von Feedback zum Modifizieren des OLG erzeugt wird. Ein Komparator hat auch eine nominell unendliche OL-Verstärkung. Es KANN mit Feedback reduziert werden, wenn es einen guten Grund dafür gibt, aber normalerweise wird ein Komparator OL ausgeführt, wie hier. Es ist üblich, einem Komparator ein POSITIVES Feedback zu geben, das eine Hysterese erzeugt.

Das sind Operationsverstärker, aber die Bildunterschrift unter dem Bild sagt deutlich:

Abbildung 1. Wenn ein einzelnes Gammaphoton mit ausreichender Energie auf die PIN-Fotodiode in dieser Schaltung trifft, pulsiert der Ausgang des Komparators hoch.

Sie werden also nicht alle als Dinge mit konstanter Verstärkung verwendet , zumindest wird IC3 nur als Komparator verwendet.

Die anderen werden als aktive Filter verwendet. Die gesamte Eingangswiderstands- / Rückkopplungswiderstandsformel gilt also normalerweise immer noch, aber Sie müssen sie für die komplexwertigen Impedanzen berücksichtigen, die diese Widerstands- / Kappenpaare darstellen.

Es gibt jede Menge Literatur zu aktiven Filtern, die auf Operationsverstärkern basieren. Ich würde wirklich empfehlen, einen davon zu lesen :)

Es ist also im Grunde eine Open-Loop-Verstärkung mit Filtercharakteristik?
Ja, Sie müssen sich nur den letzten Operationsverstärker / Komparator (IC3) ansehen und feststellen, dass er keine Rückmeldung hat . Der Gesamtgewinn wird also sehr hoch sein.
Ich verstehe. Ich interessiere mich nicht besonders für die Ausgabe dieser Schaltung. Ich war auf der Suche nach einem schnellen, rauscharmen Lichtimpulsverstärker mit hoher Verstärkung (LIDAR) und dachte, ich könnte die erste Stufe dieses Verstärkers anpassen.
Achtung: Die Filter und diese speziellen Operationsverstärker haben keine "sehr hohe" Bandbreite, und das ist beabsichtigt. Sie müssen die Filterantwort an das anpassen, was Sie tun. analog.com hat einen aktiven Filterdesigner, der Ihnen helfen könnte.
Danke für den Hinweis mit dem aktiven Filterdesigner. Die Pulsbreite liegt bei 40ns und die Zielauflösung bei 10m, das finde ich noch nicht im Voodoo-Bereich. Sollte mit einem schnelleren Verstärker machbar sein.
Impulsbreite = 40 ns impliziert eine Bandbreite über 25 MHz; Dies sind die Regionen, in denen Sie mit der Berücksichtigung der HF-Schaltungsrichtlinien beginnen müssen. Vergessen Sie dies bitte nicht. Sie benötigen Operationsverstärker mit hoher Bandbreite.

Es ist ungewöhnlich. Ohne einen Gamma-getriggerten Impuls sind alle 4477 Stufen DC-Folger mit Einheitsverstärkung, und Vout pendelt sich alle auf Vdivider high ein. IC3 noninverting wird durch den 10k-Pot auf einen sehr geringfügig niedrigeren DCV eingestellt. IC3 out ist also niedrig. Wenn ein Impuls auftritt, haben die Stufen Verstärkungen von etwa 1 10 10 10 oder 1000 insgesamt. Dies wird durch parallele Kappen über fb-Widerstände abgerollt und häufig durch Kopplungskappen erhöht. Das kann eine formelle BP-Übertragungsfunktion haben, muss es aber nicht so sehen.

R1 stellt wahrscheinlich weitgehend die Verstärkung der Stufe 1 ein, da der Widerstand der in Sperrrichtung vorgespannten Diode v hi ist. Wenn das Poti auf 1 Headroom-Einheit eingestellt ist, löst ein Impuls von 1/1000 davon den Ausgang High aus. Schlagen Sie Ibias und Voffsets nach Verstärkern nach, um zu sehen, wie nah der Pot eingestellt werden kann.

Wenn Pot auf 10 mV eingestellt war, dann benötigte vswing = 10 mV/ 1000 oder 10 uV. Dies in 10 M braucht ich ändern von 10 uV/10 M = 1 Pico-Ampere. Oder 1 nA für 10-V-Swing. Dh man braucht nicht viel.

Wie wird die Verstärkung des Operationsverstärkers in dieser Schaltung berechnet?
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