Se uma folha de dados (como AD828 ) diz que um opamp é estável em Gain> 2 (ou recomenda trabalhar com G> 2, portanto, claramente não é estável, o ganho de unidade), o que podemos deduzir sobre sua estabilidade na configuração inversa em G = -1; G = -2 ou G << - 2 (como em qualquer configuração de amplificador de transimpedância)? É sempre instável nos três casos acima, se não compensado?
operational-amplifier
gain
stability
inverting-amplifier
Gianluca G
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Respostas:
A estabilidade é uma função do ganho de ruído, não estritamente a mesma coisa que o ganho ...
O ganho de ruído segue a fórmula para o ganho de um estágio não inversorNG=1+Rf/Rg
Para um estágio de ganho de unidade inversora, este será 2, tornando a peça estável nesta configuração.
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O ganho de loop é o fator determinante da estabilidade.
Ganho do loop = Beta * Ao onde Beta = fração de feedback = R1 / (R1 + R2) e Ao = ganho do loop aberto.
1 / Beta = ganho de ruído.
Portanto, um amplificador não inversor com ganho de malha fechada de 2 (R1 = R2, Beta = 0,5 e ganho de ruído = 2) possui o mesmo Beta e, portanto, o mesmo ganho de ruído que um amplificador inversor com ganho de malha fechada de -1 (R1 = R2, Beta = 0,5 e ganho de ruído = 2).
Isso significa que um amplificador inversor com ganho de -1 é tão estável quanto um amplificador não inversor com ganho de 2.
Além de o Noise Gain ser o fator determinante da estabilidade, o Noise Gain também determina a largura de banda de um amplificador.
Largura de banda = GBW / ganho de ruído.
Portanto, um amplificador não inversor com ganho de 2 (R1 = R2) tem a mesma largura de banda que um amplificador inversor com ganho de -1 (R1 = R2). Se você obtiver ganhos de malha fechada dos dois amplificadores iguais a 2, o amplificador inversor terá uma largura de banda igual a 2/3 da largura de banda do amplificador não inversor.
O amplificador não inversor com um ganho de malha fechada de 2 tem R1 = R2 e um ganho de ruído de 2. O amplificador inversor com um ganho de malha fechada de 2 possui R2 = 2 * R1 e um ganho de ruído de 3.
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A estabilidade é uma função da mudança de fase do feedback total.
1) Rout + Cload: 100 ohms e 100pf são 10.000 picosegundos de tempo constante, produzindo uma mudança de fase de 45 graus a 100 MegaRadianos / segundo de 16MHz. Muitos opamps possuem Rout (resistência de saída interna) perto de 100 ohms; alguns têm Rout >>> 1Kohms.
2) margem de fase além de 90 graus: um opamp de margem de fase de 60 graus (margem de fase Unity Gain) tem 90 + 30 = deslocamento de fase de 120 graus
3) mudança de fase no nó virtual_ground: assuma 10pF nesse nó e equivalente resistivo (Rin || Rfb ou Rg || Rfb) de 1.000 ohms; isso produz 10.000 picosegundos de tempo constante, ou 45 graus a 16 MHz.
O que resgata uma rede de feedback? Normalmente, a capacitância de feedback parasita em paralelo com o resistor de feedback. Na minha humilde opinião
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