作者 Topic: "Kelvin switching"在可编程增益TIA上? (Read 1964 times)

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离线 极端科学家

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回覆:"Kelvin switching"在可编程增益TIA上?
« 在以下问题上回复#25: 2020年12月8日,上午06:14:49»
图3/5

伙计,纸张太简洁了
告诉我怎么回事儿!我的头撞断了,断断续续地超过了我'd在我们拒绝这个可怜的主意之前就喜欢上了...。
引用
那 said, you don'需要负电容来抵消电缆电容。您只需使用同轴电缆并用一个缓冲器来驱动屏蔽层,那么电缆的确切电容就不再重要了。虽然赢了'修复传输线效应。
那 only works if you control the cable. We couldn'甚至不能保证这将是某种形式的哄。我认为减少诱饵是正确的选择!但是,嘿,现在我'我有一个不错的增益可选的10倍电流表盒,只有我才能哄它开始工作...


考虑到据我所知,反相bodog端基本上起恒定电压源的作用,我对进入或流出bodog电流引起失调电压感到有些困惑(毫不奇怪)。
我相信大卫不是'并不是说运算放大器的bodog本身,而是当您尝试测量该节点的电压时会发生什么。如果使用bodog阻抗不够高的仪表(或仪表电路),将会干扰电路的工作点。的定义"sufficient"这取决于您和您所需的精度。一些 非常 这些天都有好零件可用,虽然它们可能会变得昂贵,但如果您只需要一个零件,谁会在乎'25美元而不是0.25美元?
 

离线 msat

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« 在以下回复#26: 2020年12月8日,晚上11:56:53»
我相信大卫不是'并不是说运算放大器的bodog本身,而是当您尝试测量该节点的电压时会发生什么。如果使用bodog阻抗不够高的仪表(或仪表电路),将会干扰电路的工作点。的定义"sufficient"这取决于您和您所需的精度。一些 非常 这些天都有好零件可用,虽然它们可能会变得昂贵,但如果您只需要一个零件,谁会在乎'25美元而不是0.25美元?

那'也是我在想他的意思,但是即使我的电表在电路上加了负载(为澄清起见,我也只用电表来检查反相bodog端的电压,一旦设置好,我将取下电表并附上DUT),只要没有'•灌/拉电流超过反馈环路所能承受的范围,其影响应最小。毕竟是'这真的是TIA的重点吗?
 

离线 大卫·赫斯

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回覆:"Kelvin switching"在可编程增益TIA上?
« 在以下回复#27: 2020年12月9日,下午05:53:17»
那'也是我在想他的意思,但是即使我的电表在电路上加了负载(为澄清起见,我也只用电表来检查反相bodog端的电压,一旦设置好,我将取下电表并附上DUT),只要没有'•灌/拉电流超过反馈环路所能承受的范围,其影响应最小。毕竟是'这真的是TIA的重点吗?

我完全误解了您想做什么,但是您提出的建议还有另一个问题。

由于运算放大器具有有限的开环增益,因此输出电压的变化确实会导致bodog之间的差异。  如果进行测量,并且将电流bodog到反相bodog,则将输出驱动到10伏,而开环增益为100,000,则bodog将偏移100微伏。

实际上,探测反相bodog也容易引起振荡,因为任何增加的电容与反馈电阻器组合都会在反馈中产生相位滞后。 可以在反馈电阻器之间添加一个电容器,这通常是个好主意,或者有时可以将一个电阻器直接串联在探头尖端。

bodog失调通常使用bodog端接地的同相配置进行测量,并测量输出电压,因此运算放大器将其自身的bodog失调电压放大至一个方便的水平。
« 最后编辑:大卫·赫斯(David Hess)2020年12月9日下午05:56:39 »
 

离线 msat

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« 在以下回复#28: 2020年12月10日,上午01:08:36»
我还有另一个问题(我知道,我知道...):
使用我的电压表进行放大器输出的测量,该电压表的bodog阻抗为10G Ohm'将使用。我是否需要将放大器的输出端接地(当然是通过电阻),还是将其悬空?如果任何一个都可以接受,有什么特别的方法更好吗?放大器将由双端电源供电,中点参考接地。




我完全误解了您想做什么,但是您提出的建议还有另一个问题。

由于运算放大器具有有限的开环增益,因此输出电压的变化确实会导致bodog之间的差异。  如果进行测量,并且将电流bodog到反相bodog,则将输出驱动到10伏,而开环增益为100,000,则bodog将偏移100微伏。

实际上,探测反相bodog也容易引起振荡,因为任何增加的电容与反馈电阻器组合都会在反馈中产生相位滞后。 可以在反馈电阻器之间添加一个电容器,这通常是个好主意,或者有时可以将一个电阻器直接串联在探头尖端。

bodog失调通常使用bodog端接地的同相配置进行测量,并测量输出电压,因此运算放大器将其自身的bodog失调电压放大至一个方便的水平。

我确实打算有一个与反馈电阻器并联的电容,即使我'我对AC不感兴趣。从我身上'阅读过,出于稳定性考虑,这似乎是一种好习惯。

您指定开环增益,从直觉上讲,闭环系统也是如此,对吗?

最终,我只想以最简单的方法在反相bodog端设置偏置电压,所以如果我能做到这一点而不必确定放大器's补偿电压,那将是更好的选择。如上所述,我的仪表's的bodog阻抗为10G欧姆,因此我假设来自其bodog的任何偏置电流都将很小。
 

离线 msat

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« 在以下回复#29: 2020年12月10日,上午02:55:01»


由于运算放大器具有有限的开环增益,因此输出电压的变化确实会导致bodog之间的差异。  如果进行测量,并且将电流bodog到反相bodog,则将输出驱动到10伏,而开环增益为100,000,则bodog将偏移100微伏。



在考虑了此评论后,我相信了'开始变得有意义。

因此,如果我想减小与反相bodog端的目标电压之间的偏差,则要么需要找到一个开环增益更高的放大器,要么将这些放大器级联在一起以使其增益相乘(并允许在引线上使用更小的反馈电阻) )。
 

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« 在以下方面回复#30: 2020年12月10日,下午05:49:55»
It'不太可能是相关的错误源。
 

离线 大卫·赫斯

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« 在以下回复#31: 2020年12月10日,下午06:08:41»
使用我的电压表进行放大器输出的测量,该电压表的bodog阻抗为10G Ohm'将使用。我是否需要将放大器的输出端接地(当然是通过电阻),还是将其悬空?如果任何一个都可以接受,有什么特别的方法更好吗?放大器将由双端电源供电,中点参考接地。

通常,没有理由要求输出端接额外的负载。 有时会通过控制输出级电流来迫使输出级进入特定的工作模式或提高稳定性。

引用
我确实打算有一个与反馈电阻器并联的电容,即使我'我对AC不感兴趣。从我身上'阅读过,出于稳定性考虑,这似乎是一种好习惯。

在TIA中增加反馈电容是一种很好的做法,可以补偿反相bodog端的寄生电容,否则会损害稳定性。

引用
您指定开环增益,从直觉上讲,闭环系统也是如此,对吗?

在开环或闭环系统中,输出电压等于开环增益乘以反相bodog和同相bodog之间的差。 在闭环系统中,外部网络控制反相bodog,但输出仍遵循该差异。

引用
最终,我只想以最简单的方法在反相bodog端设置偏置电压,所以如果我能做到这一点而不必确定放大器's补偿电压,那将是更好的选择。如上所述,我的仪表's的bodog阻抗为10G欧姆,因此我假设来自其bodog的任何偏置电流都将很小。

通常的方法是测量输出电压(这是一个方便的低阻抗点),并修整同相bodog端的电压。 当输出为零时,则应通过同相调整来补偿bodog失调电压。 零位偏置引脚也可以使用,并且在零位偏置调整还可以减小失调电压漂移的情况下使用,这是优选的。绝对不要使用失调零引脚来补偿失调电流误差,因为这会增加失调电压漂移。

自从我从事此类工作已经有一段时间了,但我似乎还记得使用继电器或开关在反相bodog和地之间连接一个较低值的电阻,将TIA配置为非反相放大器,以放大其自身的bodog失调,然后执行偏移调整。
 

离线 大卫·赫斯

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« 在以下回复#32: 2020年12月10日,下午06:15:37»
由于运算放大器具有有限的开环增益,因此输出电压的变化确实会导致bodog之间的差异。  如果进行测量,并且将电流bodog到反相bodog,则将输出驱动到10伏,而开环增益为100,000,则bodog将偏移100微伏。

在考虑了此评论后,我相信了'开始变得有意义。

因此,如果我想减小与反相bodog端的目标电压之间的偏差,则要么需要找到一个开环增益更高的放大器,要么将这些放大器级联在一起以使其增益相乘(并允许在引线上使用更小的反馈电阻) )。

那 is exactly right, and in high performance low frequency TIAs, I have seen those methods 我们ed.

还有另一种增加开环增益的方法。 由于开环增益主要受从输出级到bodog级的热反馈限制, 使用外部缓冲器驱动输出网络以卸载输出,随后的阶段将保持最大的开环增益。 这是开环增益随负载增加而下降的主要原因。

精密放大器的开环增益不比通用放大器高,这仅是因为增益级更多或每级增益更高。 它们具有较高的开环增益,主要是因为它们使用技术来降低从其输出晶体管到其bodog晶体管的热反馈的影响。
 

离线 KT88

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« 在以下回复#33: 2020年12月10日,晚上08:09:18»
通过阅读此主题,我没有'找不到最初问题的正确答案
引用
如何在图10中避免出现在图9中的错误?
。答案是:不是'这是一项改进-甚至使现在变得更糟,因为现在两个开关并联了。图10是开尔文切换概念的介绍。图14描述了开尔文开关可以实现的实际改进:它可以(几乎)完全消除寄生效应对电路的影响。这里的目标不是更好的(振荡)稳定性-它是'增益稳定。 MOS晶体管的泄漏每10°C大约增加两倍。这意味着断开的支路或多或少地对增益有所贡献,具体取决于温度。
解决方案是将开路节点接地—首先,零电压为反馈环路贡献零电流。其次,泄漏电容被并联至地。
那 way one can get at least close to the isolation performance of the legendary Coto relays and alike...

干杯
安德烈亚斯
 

离线 msat

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« 在以下回复#34: 2020年12月11日,上午03:30:40»
大卫,

多谢您的协助。一世'我下班回家时已经筋疲力尽,因此通常需要一段时间才能掌握技术概念。

我真的想避免使原本可以消除零点偏移的最小电路复杂化。我确实考虑过在具有它们的运算放大器上断开这些引脚,但靠它们自己,它们不会'如果其余的电路要求都没有做'见面了。我可能会接受这些错误,因为它们可能不会'不能满足我的需求。在这一点上'我很难说,但是我可以走简单的路线,稍微偏颇一点,如果我看到很大的不同,我'我会尝试设计更精确的电路。这种想法还扩展到由于bodog电流而导致偏离目标偏置电压的影响。设计更复杂的多级放大器可能不值得,但是实验将证明时间。如果我有一些数据而不只是预感,那么更多的收获会有所帮助,那么我'时间到了,我会解决的。

我确实在LTC6244数据表中遇到了一个有趣的电路,其中电流源被馈入增益设置为3的第一个放大器的同相bodog,而其输出被送至第2个放大器的反相bodog,其反馈路径循环回到第一个放大器'的bodog。关键是要以某种方式减少bodog电容,但我对此表示怀疑'仅限于此。

最后,如果我想尽一切办法增加收益,'对于具有给定分辨率的电压表(用作测量设备),对于放大器的开环增益的任何增加,同时允许给定输出的bodog偏差较小的情况,可以有效地减小以下范围:可测量的bodog电流,对吗?希望那句话有意义。
 

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« 在以下回复#35: 2020年12月11日,上午03:38:03»
KT88,

最初的问题是关于开尔文转换的工作方式,但是至少对于我来说,我相信已经解决了。如果没有开尔文开关,则开关的电阻(可能是未知的或可变的)会增加由反馈网络中其他组件引起的误差。但是,正如本文所述,开尔文以及标准开关网络会在反馈网络中产生额外的电容,从而产生不利影响。
 

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« 在以下回复#36: 2020年12月11日,晚上11:22:36»
我确实在LTC6244数据表中遇到了一个有趣的电路,其中电流源被馈入增益设置为3的第一个放大器的同相bodog,而其输出被送至第2个放大器的反相bodog,其反馈路径循环回到第一个放大器'的bodog。关键是要以某种方式减少bodog电容,但我对此表示怀疑'仅限于此。

该示例电路显示了在不损害稳定性的情况下增加开环增益所需的条件。 开环增益的增加会降低反相bodog和同相bodog之间的电压变化,从而降低差分bodog电容的影响,但是除非确定共模bodog电容较低,否则我不确定它们是否指的是这种情况。比差模bodog电容大。

引用
最后,如果我想尽一切办法增加收益,'对于具有给定分辨率的电压表(用作测量设备),对于放大器的开环增益的任何增加,同时允许给定输出的bodog偏差较小的情况,可以有效地减小以下范围:可测量的bodog电流,对吗?希望那句话有意义。

我不知道为什么会这样。您是否在考虑闭环增益?

较高的开环增益将导致bodog端失调电压的偏差较小,但对于电流bodog而言,通常10微微伏的变化是微不足道的。 电流的变化除以电源的阻抗(根据定义,该阻抗对于电流而言较高),否则将不是电流。 当然,某些应用确实需要在反相bodog端获得最佳的虚拟接地。
 

离线 msat

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« 在以下回复#37: 2020年12月13日,上午02:18:43»

该示例电路显示了在不损害稳定性的情况下增加开环增益所需的条件。 开环增益的增加会降低反相bodog和同相bodog之间的电压变化,从而降低差分bodog电容的影响,但是除非确定共模bodog电容较低,否则我不确定它们是否指的是这种情况。比差模bodog电容大。

显然,这是一种消除差分电容的方法。为什么那远远超出了我的理解能力。不过,我发现两个放大器串联电路很有趣。一世'我可能暂时避免它。我不知道'我不知道我将如何像标准单安培TIA那样对反相端进行偏置。偏置电压是否必须施加到两个放大器?

引用
我不知道为什么会这样。您是否在考虑闭环增益?

较高的开环增益将导致bodog端失调电压的偏差较小,但对于电流bodog而言,通常10微微伏的变化是微不足道的。 电流的变化除以电源的阻抗(根据定义,该阻抗对于电流而言较高),否则将不是电流。 当然,某些应用确实需要在反相bodog端获得最佳的虚拟接地。

老实说,我对此有一个模糊的想法。基本的跨阻增益方程式并不能说明所有问题,更复杂的是考虑了各种电容,这些电容对我来说很难预测。再加上给定放大器的开环增益变化很大。一世'最好只是接受这一事实,然后继续进行该项目,而不是让自己陷入僵局'对我理解来说,这必不可少(尽管我很想)。那里'这是我找出与目标之间的微伏偏移量是否会成为问题的唯一方法。如果是这样,那将是非常有启发性的。

再次感谢您抽出宝贵的时间回答我的问题,即使有时它们只是从我头上跳出来。
 

离线 大卫·赫斯

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« 在以下回复#38: 2020年12月13日,上午03:18:36»
我不知道'我不知道我将如何像标准单安培TIA那样对反相端进行偏置。偏置电压是否必须施加到两个放大器?

除了交换反相和同相bodog之外,其他都是相同的,因为驱动反馈网络的输出是反相的。
 
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