Estos circuitos son para la detección actual de sub pA . Sin embargo, cada circuito tiene la misma ganancia; ¿No debería el amplificador multietapa ser teóricamente más rápido que la ganancia de una sola etapa? Las simulaciones de TINA TI dicen que son idénticas, pero quiero saber qué piensan ustedes. ¿Cuáles son los pros / contras de cada uno? Gracias de antemano por la ayuda!
Sin saber los tipos de opamp, el segundo circuito será más rápido porque la constante de tiempo RC es mucho menor en los componentes de retroalimentación de la primera etapa. Si el segundo circuito tuviera un condensador de realimentación de 10 nF, entonces serían idénticamente rápidos (nuevamente, suponiendo que los amplificadores operacionales sean perfectos).
Las simulaciones de TINA TI dicen que son idénticas
Entonces, o estás proporcionando los circuitos incorrectos aquí o estás haciendo algo mal en TINA.
Respeta el ruido, el primer circuito sería mejor teóricamente porque el ruido térmico de la resistencia no es proporcional a la resistencia sino a la raíz cuadrada. Sin embargo, puede encontrar que con algunas operaciones, dividir la ganancia entre dos etapas en general puede proporcionar un ruido más bajo debido a la necesidad de considerar la ganancia de ruido opamp. Otro tema importante.
Recomendaría visitar dispositivos analógicos y utilizar su herramienta para amplificadores de fotodiodos . Incluso si su diseño no es una aplicación de fotodiodos, la herramienta seguirá siendo muy útil.
Puedes hacerlo en una sola etapa o en dos etapas y reproducir melodías con los valores para optimizar el rendimiento. Puede seleccionar una gran cantidad de opamp, así que trabaje con este sitio y afine el diseño, luego intente seleccionar el opamp que recomiendan o busque alternativas. No creo que estés decepcionado.
Esto funciona en simulación, va a ser difícil realizar este modelo en el mundo físico. Necesitará un amplificador operacional con una corriente de polarización de entrada más baja que la resistencia. El resistor grande agregará ruido Jhonson-Nyquist , calcule esto para a opamp de circuito cerrado y asegúrese de que el ruido es aceptable con las diferentes combinaciones de resistencias.
Otro problema que vale la pena mencionar y que ya conoce es el problema de otros materiales (como FR4 de una pcb que tiene una resistividad de superficie de 1e7Ω) que conduce corriente al pin del amplificador operacional. Entonces, ya sea que la pieza esté dañada o utilice rastros de guarda (o podría usar un material de PCB diferente con una mayor resistencia de superficie).
El amplificador multietapa no debería ser teóricamente más rápido que el ganancia de una sola etapa?
En este caso, si. La alta ganancia puede crear problemas de ancho de banda. Graficarlo Dibuje una línea horizontal para la ganancia de bucle abierto del amplificador, luego dibuje una línea inclinada con reducción de 20db en el punto de ancho de banda de ganancia unitaria. Esta es la ganancia total y el ancho de banda de su amplificador. Mostrar abajo. Ahora haga lo mismo para la ganancia de bucle cerrado. Dibuje una línea horizontal para la ganancia de bucle cerrado y una línea de reducción de 20db, pero esta necesita dibujar a la frecuencia de corte del punto de filtro de paso bajo (punto de corte RC). Si la línea de bucle cerrado no encaja dentro de la línea de bucle abierto, el diseño no funcionará según lo previsto.
LassimulacionesdeTINATIdicenquesonidénticas,peroquierosaberqué ustedespiensan¿Cuálessonlospros/contrasdecadauno?
Elprimercircuitotieneunaresistenciamásgrande,lasresistenciasmásgrandestienentoleranciasmásgrandes,loquesignificaquesiintentacontrolarelcortedesufiltroesunatoleranciadesconocidamayor.
Comonohaselegidolosamplificadoresoperacionales,realmentenopuedocomentarsobrecuálseráelruido.Elsegundocircuitotendrámenosruidodelaresistencia,peroelruidoagregadodeunsegundoamplificador.
Los
Resistencia 1TΩ - 128.286uV-rms
Resistencia 10GΩ - 12.8286uV-rms
La resistencia 1T tiene una ganancia de 10 ^ 10
La resistencia de 10G tiene una ganancia de 10e8 y la secundaria con una ganancia de 100 para una ganancia total de 10 ^ 10, pero ahora tiene el ruido agregado del amplificador operacional de la segunda etapa que deberá ser factorizado. La op El ruido del amplificador de la primera también se multiplicará por una ganancia de 100. También tiene que preocuparse por las desviaciones de tensión de la segunda.
En mi experiencia, si usas el mismo amplificador operacional, siempre funciona mejor hacer toda la ganancia en la primera etapa; sin embargo, si estuvieras usando dos amplificadores operacionales diferentes, sería mejor tener una segunda etapa.
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