WEBENCH工具與光電探測器穩(wěn)定性

ZIN 為輸入網(wǎng)絡(luò)阻抗，即：

ZF 為反饋網(wǎng)絡(luò)阻抗，即：

運用代數(shù)計算方法得到系統(tǒng)極點頻率 fp 和系統(tǒng)零頻率 fz 的方程式分別為：

圖 6 以圖形的方式顯示了系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。該圖中，fi 為反饋系統(tǒng)(1/β)和放大器開環(huán)增益 (AOL) 之間的截止頻率。頻率 fBW 為放大器的增益帶寬積。該系統(tǒng)中，DC 增益 G1 由電阻器 RF 和 RSH 決定。注意，反饋電阻 (RF) 在第二項的分子中，而輸入電阻 (RSH) 在分母中。該系統(tǒng)的高頻增益 G2 依賴于系統(tǒng)的電容。請注意，第二項的分子包含輸入電容的和，而分母則包含電路的反饋電容(CF)。

圖 6 光電二極管電路的頻率響應(yīng)

穩(wěn)定性設(shè)計原則

極點頻率 (fp) 和 1/β 和 AOL 之間截止頻率的分布情況，決定這種電路的穩(wěn)定性。反饋曲線和放大器開增益曲線相交的點，決定了電路的穩(wěn)定性。特別是，fi 的相位裕量決定電路所產(chǎn)生的振鈴或者過沖的類型和大小。例如，如果 fp 等于 fi，則電路相位裕量為 45°。45° 相位裕量在方波輸入信號上產(chǎn)生 ~22.5% 的過沖。如果電路的相位裕量等于 ~60°，則該極的角頻率出現(xiàn)在放大器 AOL 曲線交叉之前(請參見圖 6)。如果 fp 的角頻率低于 AOL 截止頻率，則設(shè)計擁有 60° 的相位裕量是可能的。60° 相位裕量得到 ~8.7% 的方波輸入信號過沖。

WEBENCH實施

PhotoRB 檢測網(wǎng)絡(luò)的 WEBENCH 實施包括為理想60° 相位裕量選擇正確的反饋電容器 (CF)，選擇正確的放大器，并遵守電路的 ADC 建議。WEBENCH 傳感器設(shè)計工具提供一個工作電路，以及一塊可以買到的、沒有安裝組件的印制電路板。圖 7 顯示了 WEBENCH photoRB 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖 7 photoRB 應(yīng)用電路的 WEBBENCH 實施

結(jié)論

要想設(shè)計一個擁有良好穩(wěn)定性的光敏電路，您需要遵循一些方法。WEBENCH傳感器設(shè)計工具功能強(qiáng)大，可以為您提供擁有穩(wěn)定 60° 相位裕量的電路。