Operaatiovahvistin virran takaisinkytkennällä

Operaatiovahvistin virtatakaisinkytkennällä ( op-amp with TOC [1] , operaatiovahvistin TOC ), harvemmin transimpedanssivahvistin - elektroninen vahvistin kahdella sisääntulolla, jonka invertoivassa tulossa, jota käytetään yleensä negatiiviseen takaisinkytkentään , on pieni tuloresistanssi ja sitä ohjataan virralla , ei jännitteellä , kuten on tavallista klassisissa operaatiovahvistimissa (operaatiovahvistimissa), joissa on differentiaalinen tulo .

TOS-operaatiovahvistimen tärkein etu verrattuna klassisiin operaatiovahvistimiin negatiivisen jännitteen takaisinkytkennän (NFB) kanssa on suuri nopeus, nimittäin korkea kiertonopeus (jopa 9 V / ns kaupallisissa integroiduissa piireissä [2] ) , lyhyt asettumisaika ja suuri . kaistanleveys . Sarjamuotoisen OA TOS:n katkaisutaajuus OOS-piirissä on 100 MHz - 2 GHz - se riippuu vain OOS-piirin resistanssista ja sisäänrakennetusta korjaavasta kapasitanssista eikä käytännössä riipu määritetystä vahvistuksesta [3 ] . TOC-operaatiovahvistimen täyden tehosignaalin taajuus on yleensä sama kuin sen pieni signaalin katkaisutaajuus ja ylittää klassisen operaatiovahvistimen taajuuden. Operaatiovahvistimen TOS:n epälineaarinen vääristymä korkeilla taajuuksilla on pienempi kuin klassisen operaatiovahvistimen [3] .

Suurinopeuksinen suorituskyky saavutetaan tuloasteen epäsymmetrialla ja piirin yksinkertaisuudella ja sen seurauksena alhaisella tarkkuudella [4] . OU TOS:ia käytetään pääasiassa signaalien vahvistamiseen ja suodattamiseen laajakaistalaitteissa yli 100 MHz:n taajuuksilla [5] [6] : tutka- , video- , kaapeli- ja valokuituviestintäjärjestelmissä sekä suurtaajuisten signaalien digitaalisessa käsittelyssä . OU TOS:n suosiota rajoittaa sovellusten monimutkaisuus ja tarkkuuden puute [7] . Operaatiovahvistimen TOS:n pääkytkentäpiirit osuvat topologisesti yhteen klassisen operaatiovahvistimen kytkentäpiirien kanssa, muiden tyypillisten piirien toteuttaminen on vaikeaa tai jopa mahdotonta. On mahdollista, että klassisen operaatiovahvistinpiirin jatkokehitys kaventaa entisestään operaatiovahvistimen TOS:n soveltamisalaa [8] .

Kuinka se toimii

Useimmissa analogisissa elektroniikkalaitteissa tiedonsiirtoväline tai analoginen signaali on sähköjännite ja signaalinkäsittelyn päärakenneyksikkö on elektroninen jännitevahvistin [11] . 1990-luvun puoliväliin asti analogista elektroniikkaa hallitsivat jänniteohjatut operaatiovahvistimet - yleisjännitevahvistimet, jotka pystyivät toteuttamaan lähes kaikki tarvittavat analogisen signaalinkäsittelytoiminnot [12] .

Minkä tahansa jännitevahvistimen suorituskykyä rajoittaa analogisen polun kapasitanssien latausaika - ensinnäkin transistorien Millerin kapasitanssit ja toiseksi muiden komponenttien ja piirijohtimien loiskapasitanssit [13] [14] . Klassisen operaatiovahvistimen suorituskykyä rajoittaa edelleen korjauskapasitanssi, joka on tarkoituksella rakennettu piiriin vakauden varmistamiseksi korkeilla taajuuksilla [15] . Johtimien parasiittiset induktanssit rajoittavat virtojen nousunopeutta ja vähentävät myös nopeutta, mutta todellisissa integroiduissa piireissä (IC) induktanssien vaikutus on paljon pienempi kuin kapasitanssien vaikutus [13] . Tästä syystä virtavahvistimet ovat aina nopeampia kuin vastaavalle elementtipohjalle rakennetut jännitevahvistimet [13] [16] . Ihanteellisessa virtavahvistimessa kapasitanssien uudelleenlatautumista ei tapahdu ollenkaan, koska piirielementtien jännitteet pysyvät ennallaan [17] [18] . Jos virtavahvistimen tulo- ja lähtösignaalit ovat jännitteitä, tuloon ja lähtöön sijoitetaan vastaavat push-pull- emitteriseuraajat , jotka pystyvät lataamaan ja purkamaan loiskapasitanssit nopeasti [17] .

Tämän kaavion mukaan (tulojännitteen seuraaja → virtapeili → virta-jännite-muunnin → lähtöjänniteseuraaja) rakennetaan operaatiovahvistimet virran takaisinkytkennällä. Koska TOS-operaatiovahvistimet ovat analogeja jännitepalautteellisille klassisille op-vahvistimille, ne eroavat niistä kahdella arkkitehtonisella ominaisuudella [19] :

OU TOC:n tuloaste ei ole differentiaalivahvistin , vaan jänniteseuraaja , jonka korkearesistanssinen tulo on operaatiovahvistimen TOC:n ei-invertoiva sisääntulo ja matalaresistanssinen lähtö on vahvistimen invertoiva tulo. op-amp TOS. Siten jopa CNF:n avoimella piirillä invertoivan tulon jännite toistaa aina ei-invertoivan tulon jännitteen. Virhesignaali ei ole differentiaalinen tulojännite, vaan invertoivan tulon läpi kulkeva virta [19] . $minä_{{err}}$
Jännitevahvistus OU TOC:ssa ei ole toteutettu kaskadilla, jossa on yhteinen emitteri , vaan invertoivan sisääntulon virranmuuntimelle [19] , joka tässä on itse asiassa vahvistuskaskadi, jolla on yhteinen kanta . Ihanteellisen TOC-operaatiovahvistimen lähtöjännitettä ei määrää differentiaalinen tulojännite, vaan ainoastaan invertoivan tulon virta: $V_{o}$

V_{o}=ZI_{err}

, missä on taajuusriippuvainen tulovirran muunnoskerroin lähtöjännitteeksi ( transimpedanssi ) [19] .

Z

Vaihtoehtoisessa esityksessä OU TOS on ei-invertoiva toisen sukupolven virtakuljetin (CCII +), joka on kuormitettu transimpedanssilla ja sovitettu ulkoiseen kuormaan lähtöjännitteen seuraajalla [9] . OU TOS:n tulkinta virtakuljettimien teorian kannalta on olemassa akateemisessa ympäristössä, kun taas valmistajat itse eivät käytä näitä termejä [20] [comm. 1] . Sarjamuotoisten TOS-operaatiovahvistimien transimpedanssi on niin suuri, että klassisten operaatiovahvistimien tavoin niitä käytetään yksinomaan piireissä, joissa on syvä OOS [22] . $Z$

Kehityshistoria

Nykyaikaiset analogiset IC:t juontavat juurensa kahteen perusajatukseen: Smithin ja Cedran vuosina 1968-1970 keksimään nykyiseen kuljettimeen ja Barry Gilbertin vuonna 1975 esittämään translineaarisuuden periaatteeseen [23] . Perus-TOC-operaatiovahvistinpiiri, joka täydentää toisen sukupolven virrankuljetinta translineaarisella lähtöseuraajalla [24] , kehitti 1980-luvun alussa David Nelsonin johtama Hewlett-Packardin insinööriryhmä [25] . Vuonna 1983 Nelson haki patentin keksinnölle, lainasi 50 000 dollaria sukulaisilta ja perusti itsenäisen yrityksen Comlinear [26] . Sen valmistamia ensimmäisiä TOC-operaatiovahvistimia käytettiin Hewlett-Packardin mittausgeneraattoreiden lähtöasteessa [25] .

Pian Nelson-vahvistimet, jotka erosivat suotuisasti edeltäjistään olemassa oleviin piireihin integroinnin helppoudesta ja aikansa laajimmasta kaistanleveydestä (tasavirrasta satoihin MHz:iin [comm. 2] ), tulivat tiukasti televisio- ja tv-lähetysten suunnittelijoiden arsenaaliin. tutkatekniikka [25] [26] . Nämä olivat nykyaikaisten standardien mukaan tilaa vieviä hybridikokoonpanoja teollisuustyyppisissä metallikoteloissa [25] . Nelson-piiriä oli mahdotonta toteuttaa monoliittisessa puolijohdepiirissä noina vuosina - 1980-luvun alun tekniikat eivät sallineet suurtaajuisten pnp-transistoreiden muodostamista sirulle ja hitaita pnp-transistoreja, jotka olivat kehittäjien saatavilla 1970-luvulla ja 1980-luvun alku oli täysin sopimaton OU TOS:n [25] [28] [29] [27] rakentamiseen . Vasta vuonna 1987 Elantec toi markkinoille ensimmäisen monoliittisen OA TOS EL2020:n. Sitä seurasi vuonna 1988 Comlinear CLC400, Analog Devices AD846 [30] ja AD811 monoliittinen IC, yksi kaupallisesti menestyneimmistä TOC-operaatiovahvistimista [25] . Samanaikaisesti TOC-sarjaoperaatiovahvistimet jaettiin kahteen epätasa-arvoiseen luokkaan: sisäänrakennetulla korjaavalla kapasitanssilla (suurin osa tuotteista) ja ulkoisella korjausmahdollisuudella (Z-lähtö) - AD844, OPA660 ja niiden analogit [24] [31] .

2000-luvun alussa TOC-operaatiovahvistimen massasovellusalue oli DSL -laajakaistaisten signaali- ja viestintäjärjestelmien vahvistimet voimalinjojen kautta [25] , joissa tyypillisen DSL-modeemin lähtövahvistimena on kaksoisoperaatiovahvistin TOC. [25] . Kaikki 2000-luvun alun sarjamuotoiset TOC-operaatiovahvistimet valmistetaan kalliilla, vaikeasti valmistavilla [29] pii-eriste- bipolaarisilla teknisillä prosesseilla , jotka mahdollistavat nopeiden pnp- ja npn-transistoreiden muodostamisen, joilla on hyvin yhteensopivia parametreja. sirulla [32] . Näiden teknologioiden korjaamaton haittapuoli - transistoreiden huono lämmöntuotto - synnyttää havaittavia lämpösignaalin vääristymiä matalilla taajuuksilla, mutta tyypillisissä operaatiovahvistimen TOS-sovelluksissa ne eivät ole kriittisiä [33] [34] . On olemassa vaihtoehtoisia MOS-rakenteisiin perustuvia virtatopologioita , mutta yksikään niistä ei ole kyennyt syrjäyttämään bipolaarisia TOC-operaatiovahvistimia tuotannossa [32] .

Terminologian kysymyksiä

Elektroniikkakirjallisuudessa käsitettä "virtatakaisinkytkentä" tai "virtatakaisinkytkentä" ( eng. current feedback ) on perinteisesti käytetty ja sovelletaan edelleen vahvistimiin, joiden takaisinkytkentäsignaali on verrannollinen kuorman läpi kulkevaan virtaan, ja "jännitteen takaisinkytkennän" käsite - vahvistimille, joiden OOS-signaali on verrannollinen kuorman jännitteeseen [35] [36] . Molemmissa takaisinkytkentäpiirin kokoonpanoissa itse vahvistin on yleensä jänniteohjattu. Ensimmäinen poikkeus tähän sääntöön olivat TOC-operaatiovahvistimien suorat edeltäjät, putkien "virran takaisinkytkentävahvistimet", joissa takaisinkytkentävirta (eikä jännitteen ) syötettiin tuloputken pieniresistanssiseen katodipiiriin [37] . Virtatakaisinkytkentävahvistimen käsitettä käytettiin tässä vaihtoehtoisessa mielessä jo 1930-luvulla, esimerkiksi Frederick Termanin vuoden 1937 katsauksessa [38] – itse periaate on tunnettu Lee de Forestin ja Edwin Armstrongin työstä lähtien . 1920-luvulla [39] . Englanninkielisessä kirjallisuudessa 1970-1990-luvulla termiä "vahvistin virtatakaisinkytkennällä" käytettiin Nortonin integroituihin virta-erovahvistimiin [40] .

Nelsonin kaavion mukaisia vahvistimia kutsuttiin ensin englanninkielisessä kirjallisuudessa "Comlinear amplifieriksi" ( englanniksi Comlinear amplifier [41] ), sitten termillä "vahvistimet, joilla on virtatakaisinkytkentä" ( englanniksi current feedback amplifier , lyhennettynä CF amplifier , CFA , CFB ) . valloitti. Jo vuonna 1990 se laitettiin lainausmerkkeihin erottamaan se perinteisestä käsitteestä [42] (venäjänkielisissä artikkeleissa lainausmerkkejä käytetään myös 2000-luvulla [43] ). Sitten kirjallisuuteen kiinnitettiin uusi tulkinta ei-toivotusta moniselitteisyydestä huolimatta - perinteisestä näkökulmasta TOS:n operaatiovahvistimet ovat jännitteen takaisinkytkennän kattamia [44] . Vaihtoehtoista termiä transimpedanssivahvistin käytetään harvemmin, eikä se ole aivan oikea [44] . Transimpedanssivahvistin (virralla ohjattu jännitelähde) voidaan toteuttaa minkä tahansa tyyppiseen operaatiovahvistimeen, kun taas operaatiovahvistimen TOS-konsepti sisältää muun muassa erityisen tulovaihepiirin, joka poikkeaa olennaisesti klassisten operaatiovahvistimien piireistä. [44] [30] .

Markkinoilla on mikropiirejä, joissa yhdistyvät sekä "puhtaiden" TOC-operaatiovahvistimien että klassisten op-vahvistimien ominaisuudet. Nopeat IC-piirit, joissa invertoivan tulon ja ytimen väliin on sisäänrakennettu lisäpuskuriaste, jotka on valmistettu op-amp TOC -kaavion mukaisesti (LM7171 ja analogit), valmistajat eivät sijoita op-amp TOC:ksi, vaan jännitteen takaisinkytkennällä varustettuna operaatiovahvistimena [45] . Mikrotehopiirit, joilla on erittäin pieni lähtöimpedanssi ja joissa TOC-operaatiovahvistimen tuloseuraaja on syväjännitteen takaisinkytkennän peitossa ( Burr-Brownin ja Texas Instrumentsin "CFB plus" -linja ), sijoitetaan TOC op:n alaluokkaan. -vahvistin [46] . Pieni alaluokka TOS-operaatiovahvistimia, joissa on mahdollisuus ulkoiseen korjaukseen (Burr-Brown OPA660, Analog Devices AD846 ja muut) ei ole saanut erityistä nimeä, tieteellisessä kirjallisuudessa niitä ei yleensä pidetä operaatiovahvistimina, vaan virtakuljettimina.

1990-luvun Burr-Brown-dokumentaatiossa OPA660:n tulovirtaputkea kutsuttiin timanttitransistoriksi (venäjäksi "timanttitransistoriksi") ja lähtöseuraajaa nimitettiin timanttipuskuriksi ("timanttipuskuri"). Ensimmäinen näistä nimistä tarkoitti, että toisen sukupolven virtakuljetinta pidettiin ihanteellisena kolminapaisena virtavahvistimena, eräänlaisena "transistorina" (sen "emitteri" oli seuraajan lähtö ja sen "keräin" " oli nykyisten peilien lähtö) [47] [48] . Ehdotetut termit eivät tulleet perille, mutta ilmaisua timanttitransistori ("timanttitransistori") käytetään joskus viittaamaan push-pull-emitterin seuraajaan [49] [50] . Äänitaajuustehovahvistimien suunnittelijoiden kotimaisessa käytännössä samanlaista peruspiiriä kutsuttiin "rinnakkaisvahvistimeksi" 1980-luvulla [51] .

Piiri

OU TOS:n syöttövaihe suoritetaan push-pull-emitteriseuraajan kaavion mukaisesti. Yleensä käytetään neljän transistorin translineaarista konfiguraatiota ( timanttitransistori , sekoitettu translineaarinen solu , MTC-II [54] ), harvemmin - push-pull-diodibiasoitu toistin ( MTC-I [54] ) . Puhtaalla tilassa A toimivan toistimen lähetyskerroin on niin lähellä yksikköä, että sen poikkeamat ideaalista jätetään yleensä huomiotta [5] [41] . Toistimen tulo on OU TOS:n ei-invertoiva (potentiaalinen) tulo, toistimen lähtö on OU TOC:n invertoiva (virta)tulo. Toisin kuin klassisen op-vahvistimen sisääntulossa oleva symmetrinen differentiaaliaste , operaatiovahvistimen TOS-tulot ovat pohjimmiltaan epäsymmetrisiä, joten sitä ei käytetä lähes koskaan tulon epäsymmetrialle herkissä piireissä, esimerkiksi differentiaalivähennysvahvistimissa [ 55] .

Seuraajan lähtöimpedanssi on tärkeä indikaattori, joka rajoittaa operaatiovahvistimen TOC:iin perustuvien laitteiden tarkkuutta [56] . Serial OA TOS:ssä se ei ylitä 50 ohmia [5] . Teoriassa se on verrannollinen absoluuttiseen lämpötilaan ja kääntäen verrannollinen seuraajan lepovirtaan [57] [58] , todellisissa IC:issä tämä on epävakaa, huonosti ennustettava indikaattori [59] . Pnp- ja npn-transistoriparien väistämättömästä yhteensopimattomuudesta johtuen sen arvot saapuville ja lähteville virroille voivat vaihdella huomattavasti [60] , korkeilla taajuuksilla se kasvaa vähitellen, mikä parantaa hieman vahvistimen vakautta [5] . Käytännössä nämä ilmiöt jätetään huomiotta ja takaisinkytkentäpiirit on suunniteltu siten, että ne takaavat stabiilisuuden kaikissa mahdollisissa arvoissa koko toimintataajuusalueella [59] . $R_{0}$ $R_{0}$ $R_{0}$ $R_{0}$

Tuloneuraajan ylempään ja alempaan tehohaaraan sisältyy kaksi virtapeiliä , jotka yhdessä seuraajan kanssa muodostavat toisen sukupolven ei-invertoivan virtakuljettimen (CCII+) . Peilien tuottama differentiaalivirta , joka on yhtä suuri tai suoraan verrannollinen seuraajan lähtövirtaan , sulkeutuu ehdolliseen "maahan" [comm. 3] taajuudesta riippuvan impedanssivuotopiirin kautta . Sen aktiivinen komponentti (sadasta kOhmeista useisiin MΩ ) asettaa operaatiovahvistimen TOS:n vahvistuksen matalataajuuksisella alueella ja yhdessä kapasitiivisen komponentin ( pF :n murto- osat tai useat pF) kanssa - operaatiovahvistimen rajataajuuden . amp TOS avoimella NF:n silmukalla: , luokkaa useita satoja kHz [22 ] [61] . Virtapeilit ja vuotopiiri muodostavat virtaohjatun virtalähteen , johon on kytketty transimpedanssi . Tuloksena oleva jännite on yhtä suuri kuin tulo . ${Olen}}}$ ${I_{{err}}}$ ${Z}$ $R_{Z}$ $C_{Z}$ $f_{co}=1/(2\pi R_{z}C_{z})$ ${Z}$ $V_{Z}$ $ZI_{{err}}$

Lähtöemitterin seuraaja lähettää tämän jännitteen operaatiovahvistimen TOS:n lähtöön. Operaatiovahvistimen TOS:n äärellinen lähtöimpedanssi voi vaikuttaa sen käyttäytymiseen käytettäessä matalaresistanssilla tai kapasitiivisella kuormalla, mutta se jätetään yleensä huomiotta laskelmissa [22] . OA TOS:n lähtöasteet on suunniteltu toimimaan kuormilla, joiden resistanssi on enintään 100 ohmia (vastaan tyypillistä 600 ohmin kuormaa klassiselle operaatiovahvistimelle) [62] . Vuoden 2006 tietojen mukaan TOS-pii-operaatiovahvistimen lähtöasteen taajuusrajoitukset alkavat vaikuttaa yli 1,3 GHz:n taajuuksiin ja lupaaviin SiGe - heterorakenteisiin perustuviin IC:iin yli 20 GHz:n taajuuksilla [43] [63] .

Dynaamiset indikaattorit

Gain

Ei-invertoivassa kytkennässä vahvistettu jännite syötetään TOC-operaatiovahvistimen ei-invertoivaan tuloon, ja sen invertoiva tulo on kytketty jakajan keskipisteeseen, joka on kytketty operaatiovahvistimen lähdön ja yhteisen väliin. lanka. Kirchhoffin ensimmäisen lain mukaan jakajan keskipisteeseen virtaavien ja siitä ulos virtaavien virtojen algebrallinen summa on yhtä suuri kuin nolla: ${R_{1}}{R_{2}}$

{\frac {{V_{o}}-{V_{in-}}}{R_{1}}}-{\frac {V_{in-}}{R_{2}}}+{\frac {V_ {o}}{Z}}=0~~~(1)

Ensimmäisenä likiarvona siis . Yhtälö (1) muunnetaan vahvistuksen kaavaksi : ${R_{0}}=0$ ${V_{{in-}}}}={V_{{in+}}}={V_{{in}}}$ ${K_{y}}$

K_{y}={\frac {V_{o}}{V_{in}}}=\vasen({1+{\frac {R_{1}}{R_{2}}}}\oikea)\vasen ({\frac {1}{1+{\frac {1}{G))))\right)~~~(2)

missä on taajuudesta riippuva silmukan vahvistus $G$ $G={\frac {Z(f)}{R_{1}}}~~~(3)$

Matalan taajuuden alueella suurilla, puhtaasti aktiivisilla arvoilla kaava (2) degeneroituu peruskaavaksi klassisen operaatiovahvistimen ei-invertoimiseksi : [64] . $G$ $K_{y}=1+{\frac {R_{1}}{R_{2}}}$

Pienen signaalin katkaisutaajuus

Korkean taajuuden alueella OOS-piirin TOS-operaatiovahvistin käyttäytyy olennaisesti eri tavalla kuin klassinen operaatiovahvistin, jossa on sisäänrakennettu korjaava kapasitanssi. Jälkimmäisessä ei-invertoivassa inkluusiossa oleva rajataajuus on kääntäen verrannollinen vahvistukseen matalataajuisella alueella, joka saadaan suhteesta ja , eli rajataajuuden ja vahvistuksen tulo on vakio ja yhtä suuri kuin yksikkövahvistustaajuus [comm. 5] . OU TOC:n katkaisutaajuus ensimmäisessä approksimaatiossa riippuu vain arvoista ja korjaavasta kapasitanssista , joka määrittää impedanssin korkeilla taajuuksilla, eikä se riipu vahvistuksesta matalataajuisella alueella [65] : $f_{c}$ $R_{1}$ $R_{2}$ ${R_{1}}$ $C_{Z}$ $Z$

f_{c}\noin {\frac {1}{2\pi {R_{1}}{C_{Z}}}}~~~(4)

[66]

Muutos muuttaa vahvistusta, mutta kaistanleveys pysyy samana - mikä on erityisen hyödyllistä RF-piireissä, joissa on digitaalinen vahvistusohjelmointi [67] [68] . Katkaisutaajuuden riippumattomuus vahvistuksesta on virtapiireille tunnusomainen ominaisuus, jonka Terman kuvasi ensimmäisen kerran vuonna 1937 [69] . ${R_{2}}$

Tarkempi analyysi, jossa otetaan huomioon :n vaikutus , osoittaa, että vahvistuksen kasvaessa rajataajuus laskee edelleen, mutta vain hieman - paljon hitaammin kuin piirissä, jossa on perinteinen operaatiovahvistin [68] [70] . Suurin arvoiset mikrotehopiirit ovat herkimpiä tälle vaikutukselle [46] . Hyvin suunnitellulla TOC-operaatiovahvistimeen perustuvalla vahvistimella se on vakaa, sillä on suurin mahdollinen rajataajuus, mutta sen lähellä on taajuusvasteen huippuja ja vaihevääristymiä [71] . Laitteissa, jotka ovat kriittisiä vaihesäröille, on parempi kytkeä päälle -painikkeella , joka ei ole niin nopea, mutta vähemmän altis taajuusvastepiikkeille [71] . Kun kaistanleveys kaventuu ilmeiseksi [72] , suunnilleen riippuvuuden tasolla lähestyy käänteisesti verrannollista [64] . Käytännössä tällaisia suuria vahvistuksia ei käytetä, eikä TOC-operaatiovahvistimen suorituskykyä ole standardoitu tällaisissa tiloissa. ${R_{0}}$ ${R_{0}}$ $K_{y}=1$ $K_{y}=2$ $K_{y}>10$ $K_{y}> 50$ $f_{c}(K_{y})$

Vuoden 2006 katsauksen mukaan TOS-operaatiovahvistimen passin rajataajuudet vaihtelevat 10 MHz:stä (mikrotehosarjat) 1,65 GHz:iin (nopeimmat) [73] . TOS:n eri operaatiovahvistimien lepovirrat ja kaistanleveydet, jotka on luotu vertailukelpoisella teknologisella pohjalla, liittyvät likimäärin lineaariseen suhteeseen. Tyypillinen 2000-luvun alussa kehitetty TOC-operaatiovahvistin kuluttaa levossa noin 1 mA jokaista 100 MHz:n rajataajuuden kohden [74] .

Palautteen vastus

Kaavoista (3) ja (4) seuraa, että kaistanleveyden laajentamiseksi arvoa tulee pienentää niin paljon kuin mahdollista . Kun se laskee alle sallitun rajan (muutaman sadan ohmin luokkaa), laskettu katkaisutaajuus siirtyy toisen ja korkeamman asteen napojen alueelle, vaihesiirto saavuttaa arvon 180 °, vahvistin on itseohjautuva . innoissaan . Lisäksi on mahdotonta sulkea TOC-operaatiovahvistimen lähtöä suoraan sen invertoivaan tuloon, kuten tehdään klassisten operaatiovahvistimien toistimissa, tai kytkeä integroivaa tai korjaavaa kapasitanssia invertoivaan tuloon [75] [76] . Jos on tarpeen kaventaa kaistanleveyttä tai vaimentaa taajuusvasteen piikkejä, korjauskapasitanssi ei kytketä invertoivaan tuloon, vaan ei-invertoivan tulon ja yhteisen johdon väliin [76] . TOC-operaatiovahvistimen lähdön ja sen invertoivan sisääntulon väliin kytketyn piirin impedanssimoduuli ei saa koskaan alittaa valmistajan vahvistaman , syöttöjännitteen ja kuormitusvastuksen yhdistelmälle määrittämää vähimmäisarvoa. Poikkeuksena tähän sääntöön on shunting huolellisesti valitulla korjauskapasitanssilla TOS-operaatiovahvistimen stabiilisuutta varten invertoivassa kytkennässä, kun invertoivaan tuloon on kytketty merkittävän lähtökapasitanssin omaava lähde, esimerkiksi DAC, jolla on virta. lähtö [77] [comm. 6] . ${R_{1}}$ ${R_{1}}$ ${R_{1}}$

Yleensä valmistajat ilmoittavat jokaiselle nopean OC TOS:n sarjalle kaksi sallittua vähimmäismäärää , jotka on määritetty empiirisesti IC-prototyyppiä karakterisoitaessa [78] . Korkeammat arvot takaavat riittävän korkeuden ja tasaisen taajuusvasteen rajataajuuden ympärillä, pienemmät arvot tarjoavat paremman kaistanleveyden minimaalisella ylätilalla ja havaittavissa olevan taajuusvasteen ylityksen. Esimerkiksi vuonna 2002 julkaistulle TOS-gigahertsin operaatiovahvistimelle THS3202 ensimmäinen arvo on 750 ohmia kaikille kelvollisille , toinen arvo on 200 ohmia =10 - 619 ohmia =1 [79] . Valmistaja huomauttaa, että OOS-piirin alhainen resistanssi toisaalta vähentää vahvistimen kohinaa ja toisaalta se edustaa merkittävää kuormitusta sen lähtöasteelle ja voi olla syynä kohtuuttoman korkealle ei -hyväksytylle tasolle. lineaariset vääristymät [79] . ${R_{1}}$ $K_{y}$ $K_{y}$ $K_{y}$

Kaikki vaatimukset ovat voimassa myös OU TOC : n käänteisessä sisällyttämisessä . Invertoivan sisääntulon alhainen impedanssi sopii tähän tilaan - jopa ilman takaisinkytkentää, etupää pitää invertoivan tulon lähellä maata [80] . Invertoivaa kytkentää käytetään kuitenkin harvoin jännitteiden vahvistamiseen suurilla , johtuen piirin erittäin alhaisesta tuloresistanssista ( ). Se ei ainoastaan edusta signaalilähteen monimutkaista kuormitusta, vaan myös heikentää vahvistimen vakautta korkeilla taajuuksilla reaktanssin vaikutuksesta [81] . Nopeissa virta-jännite-muuntimissa päinvastoin invertoiva kytkentä on parempi: mitä pienempi tuloresistanssi, sitä heikompi tulokapasitanssin vaikutus muuntimen nopeuteen [82] . Piireissä, jotka perustuvat klassisiin operaatiovahvistimiin , tulokapasitanssin synnyttämä taajuusvasteen napa kompensoidaan sisällyttämällä ulkoinen korjauskapasitanssi OOS-piiriin; operaatiovahvistimen TOS:iin perustuvissa piireissä tämä napa sijaitsee yleensä niin korkeilla taajuuksilla, että sen kompensointia ei tarvita [83] . Lisäksi matalan tuloimpedanssin vuoksi op-amp TOS:iin perustuvat muuntimet eivät tarvitse diodeja, jotka suojaavat tuloja ylijännitteeltä , mikä väistämättä lisää tulokapasitanssia ja heikentää muuntimen suorituskykyä kokonaisuudessaan [84] . ${R_{1}}$ $K_{y}$ $R_{in}=R_{1}/K_{y}$ ${R_{0}}$

Täysitehoisen signaalin muutosnopeus ja taajuus

Seuraajien virranvaihtonopeus ja sen seurauksena TOS-operaatiovahvistimen lähtöjännitteen nousu- ja laskunopeudet puhtaasti resistiivisellä kuormalla ovat niin korkeat, että ne eivät vaikuta täyden tehosignaalin taajuuteen , mikä yleensä yhtyy pienen signaalin rajataajuuteen [3] [68] . Klassisissa operaatiovahvistimissa päinvastoin alhainen lähtöjännitteen muutosnopeus on tärkein tekijä, joka vähentää täyden tehosignaalin taajuutta ja tyypillisten vääristymien ilmaantumista, joita ei voida poistaa ottamalla käyttöön OOS [65] . Tällaisen operaatiovahvistimen kiertonopeuden lisäämiseksi on mahdollista esimerkiksi lisätä jännitevahvistuskaskadien lepovirtaa, mutta on mahdotonta saavuttaa TOC:n operaatiovahvistimelle tyypillisiä arvoja hyväksyttävällä lepotilalla. klassisen topologian virrat [65] .

OU TOS:ssä laskettu kiertonopeus on myös verrannollinen tuloasteen lepovirtaan ja on ylhäältä rajoitettu arvolla , jossa on lähtötransistorien virranvahvistus, on seuraajan tulotransistorien lepovirta [85] . 2000-luvun alun nopeilla TOS-operaatiovahvistimilla rajallinen todellinen jännitteen nousunopeus vaihteli välillä 0,8-4 V/ns [73] ; Erittäin nopean THS3201-EP-operaatiovahvistimen, joka julkaistiin vuoden 2005 lopussa, jännitteen nousunopeus on +9,8 V/ns ja laskunopeus -6,7 V/ns [86] . Raja-arvojen epäsymmetria on seurausta nopeampien npn- ja vähemmän nopeiden pnp-transistorien dynaamisten parametrien välisestä epäsuhtaudesta. Lisäksi kaikissa teknologian kehityksen vaiheissa, pii eristimessä , pnp-transistorien vahvistus jäi npn-transistorien vahvistusta jäljelle, ja ajan myötä tämä ero kasvoi [87] . $S_{R}=\beta I_{q}/C_{Z}$ $\beeta$ $minä_{q}$

Useimmissa tapauksissa nousu- ja laskunopeus määräytyy yksinomaan arvojen perusteella, eikä se saavuta raja-arvoja. Ensimmäisenä likiarvona virran peilit lataavat korjauskapasitanssin eksponentiaalisesti aikavakiolla $R_{1}$ $C_{Z}$

\tau =R_{1}C_{Z}~~~(5)

[41] ,

tässä tapauksessa lähtöjännitteen arvioitu nousuaika 90 %:iin vakaan tilan arvosta on 2,3 ja asettumisaika 99 %:iin on 4,6 sekä pienille että suurille signaaleille [41] . $\tau$ $\tau$

Suurin lähtöjännite

Täydentävien bipolaaristen teknologioiden kehittäminen 1980-1990-luvuilla [88] [89]
Indeksi	1986 NAT	1986 AT&T	1987 jKr	1988 NAT	1994 NAT	2000 NAT
npn-transistorin rajataajuus, GHz	0.4	4.0	0.6	0.8	3.0	9.0
Pnp-transistorin katkaisutaajuus, GHz	0.2	2.5	0.7	0.5	1.6	8.0
Sallittu syöttöjännitealue, V	36	kymmenen	36	36	32	12
Prosessin perusta	NIIN MINÄ	IP	IP	NIIN MINÄ	NIIN MINÄ	NIIN MINÄ

Operaatiovahvistimien TOS-tuotannossa 1980-luvulla käytetyt teknologiset prosessit takasivat transistorien sallitun läpilyöntijännitteen 32...36 V useiden satojen MHz : n katkaisuvirransiirtotaajuudella [90] . Vuoteen 2000 mennessä piivahvistuksen rajataajuus [comm. 7] transistoreista saavutti 8...9 GHz, ja nopeuden hyöty oli läpilyöntijännitteen lasku 12 V:iin [90] . Siksi suurin osa nykyaikaisista TOS-yksiköistä on pienjännitelaitteita, joiden sallittu syöttöjännitealue on enintään 10 tai 12 V; vain muutamat suhteellisen hitaat mallit mahdollistavat toiminnan 30...36 V jännitteellä, jotka ovat tuttuja klassisille operaatiovahvistimille [73] .

TOC-operaatiovahvistimet sopivat huonosti yksisyöttöpiireihin ja piireihin, jotka vaativat erittäin suuren lähtöjännitteen heilahtelun ( rail-to-rail-tila ) [91] [80] . TOC-operaatiovahvistimen maksimilähtöjännitteen heilahdus on huomattavasti pienempi kuin nykyaikaisten klassisten operaatiovahvistimien samoilla syöttöjännitteillä, ja erityisesti pienempi kuin erikoistuneiden kisko-kisko-operaatiovahvistimien [92] . Tämä on korvaamaton haitta OS TOS:ssa [91] [80] käytetyille push-pull-emitteriseuraajille . Vaihtoehtoiset kiskosta kiskoon soveltuvat lähtöasteen konfiguraatiot käyttävät yhteisemitteripiiriä (CE) ja ovat siksi liian hitaita käytettäväksi TOC-operaatiovahvistimessa [91] [80] . Lisäksi OE-kaskadit häviävät emitteriseuraajille lähtöresistanssissa, ja niiden maksimaalinen jännitteen heilahdus saavutetaan vain suuren resistanssin kuormituksella, kun taas tyypillisen operaatiovahvistimen TOC-kuorman vastus on vain 75 tai jopa 50 ohmia [91] [80 ] ] .

Parasiittisten kapasitanssien vaikutus

OU TOS, kuten kaikki korkea- ja mikroaaltotaajuiset vahvistimet , ovat herkkiä piirilevyjäljen laadulle, syöttöjännitteiden suodatuksen laadulle ja erityisesti signaalitien loiskapasitanssille. Todennäköisimpiä itseherätyksen ja taajuusvasteen päästöjen lähteitä ovat loiskapasitanssit OA TOS:n lähdön ja invertoivan tulon välillä ( ) sekä invertoivan tulon ja yhteisen johdon ( ) välillä. Tyypillisen ensimmäisen sukupolven TOC-operaatiovahvistinpiirin, jonka nimellinen katkaisutaajuus on 300 MHz, analyysi piirissä, jossa on OOS , jolla on pienin sallittu resistanssi , osoittaa, että 2 pF:n kapasitanssin lisääminen piiriin tuottaa taajuusvastepiikin + 4 dB ja laajentaa kaistanleveyttä 10 MHz [93] ; samansuuruinen tuottaa +3 dB:n taajuusvasteen ylityksen ja laajentaa kaistanleveyttä 18 MHz [94] . Teoreettisesti parasiittisten kapasitanssien vaikutus voidaan täysin neutraloida valitsemalla yksi niistä siten, että yhtälö [95] [96] täyttyy . Käytännössä tätä tekniikkaa käytetään, kun lähde, jolla on suuri lähtökapasitanssi , on kytketty invertoivaan tuloon , joka kasvaa monta kertaa . Vaikutusta on mahdotonta neutraloida kokonaan , suunnittelijat valitsevat lisäarvon siten, että vahvistimen stabiilisuus taataan kaikilla mahdollisilla arvoilla kaistanleveyden kaventamisen kustannuksella [97] [96] [95] . Teoriassa loiskapasitanssien vaikutus voidaan neutraloida lisäämällä piiriin lois-induktanssit, mutta todellisissa piireissä niiden "osuus" vain pahentaa tilannetta [96] . $C_{1}$ $C_{2}$ $R_{1}$ $C_{1}$ $C_{2}$ $R_{1}C_{1}=R_{0}C_{2}$ $C_{2}$ $C_{2}$ $C_{1}$ $R_{0}$

TOS OU:n lähdön ja yhteisen johdon väliin kytketty kuormituskapasitanssi lisää lähtöjännitteen vaihesiirtoa ja voi myös olla syynä itseherätykseen [80] . Voit vaimentaa lähtökapasitanssin vaikutusta joko nostamalla sitä valmistajan suositteleman ylittäväksi tai vaihtamalla operaatiovahvistimen lähdön ja irrotusvastuksen kapasitiivisen kuorman välillä, jonka nimellisarvo on kymmeniä tai yksiköitä. ohmia ( ) [80] . Molemmat menetelmät kaventavat kaistanleveyttä ja vähentävät jännitteen muutosnopeutta kuorman yli; optimaalinen ratkaisu voidaan valita vain empiirisesti [80] . $R_{1}$ $R_{P}$

Tarkkuusluvut

Noise OU TOS

Klassisen äänentoistoon optimoidun operaatiovahvistimen vertailutiedot sisältävät yleensä joidenkin taajuuksien kohinan spektritiheysarvojen lisäksi myös kohinan spektritiheyskäyrän [98] . Rajapinta välkyntäkohinan hallitseman matalataajuisen alueen ja valkoisen kohinan hallitseman keskialueen välillä on yleensä äänen taajuusalueella [98] . Kymmenien ja satojen MHz:n taajuuksilla toimimaan suunniteltujen TOS-toimintovahvistimien vertailutietoja rajoittavat vain kohinan spektritiheyden arvot:

Tuloon tuodun TOS-operaatiovahvistimen invertoivan tulon kohinavirta on huomattavasti suurempi kuin klassisen operaatiovahvistimen kohinavirta [comm. 8] , sen spektritiheys on noin 20-30 pA / √ Hz , kun taas (toisin kuin klassisten operaatiovahvistimien analoginen indikaattori) sitä ei voida laskea tai arvioida yksinkertaisilla kaavoilla [100] . Takaisinkytkentävastuksen läpi kulkeva kohinavirta tuottaa tähän resistanssiin verrannollisen kohinan lähtöjännitteen, joka on luokkaa 15 nV/ √ Hz [comm. 9] . Pienillä arvoilla lähtökohinaa hallitsee virtakomponentti [80] [101] . $R_{1}$ $K_{y}$
TOS-operaatiovahvistimen tuloviittauskohinajännite on yleensä pienempi kuin klassisen operaatiovahvistimen [comm. 10] , sen spektritiheys ei yleensä ylitä 2 nV/ √ Hz . Operaatiovahvistimen TOS:n lähdössä tämä kohina vahvistuu kertoimella ja suurilla arvoilla siitä voi tulla pääasiallinen kohinan lähde [80] [101] [104] . $K_{y}$ $K_{y}$

Kohinan spektritiheyden arvot TOC-operaatiovahvistimen lähdössä molemmista komponenteista ovat pieniä, mutta suuren kaistanleveyden vuoksi lähtökohinajännite voi olla merkittävä. Yllä mainitulla spektritiheydellä ja 1 GHz kaistanleveydellä laskettu rms - kohinajännite lähdössä yksikkövahvistuksella on 0,5 mV, jossa se kasvaa 0,8 mV:iin [comm. 11] . Erikoistuneiden audiooperaatiovahvistimien TOS RMS-kohinajännite vähennettynä tuloon kaistalla 20 Hz ... 20 kHz on noin 0,5 μV [106] . $K_{y}=10$

Common-mode signaalin virtaus

TOS-operaatiovahvistimet eroavat klassisista operaatiovahvistimista epätavallisen alhaisella yhteistilan vaimennussuhteella. Piirin lähtöön kulkevan yhteismuotoisen signaalin "syyllinen" on tuloemitteriseuraajan lähtötransistorien kompensoimaton Earley-ilmiö [107] . Positiivisen yhteismuotoisen jännitteen syöttäminen piirin tuloihin pienentää ylemmän (npn) kollektori-emitterijännitettä ja lisää alemman (pnp) transistorin jännitettä [107] . Koska niiden kanta-emitterijännitteet ovat jäykästi kiinnitetty tulotransistoreilla, Earley-ilmiön vuoksi ylemmän transistorin kollektorivirta pienenee, kun taas alemman kasvaa [108] . Tulojännitelähde kompensoi differentiaalivirran, ja operaatiovahvistimen TOS:n lähdössä näkyy negatiivinen virhejännite [108] . Ensimmäisenä likiarvona, kun npn- ja pnp-transistoreiden Earley-jännitteet ovat samat ja ylittävät huomattavasti operaatiovahvistimen syöttöjännitteet, yhteismuotoinen jännitevahvistus on $\Delta U$ $U_{{CE}}$ $U_{{CE}}$ $U_{{BE}}$

K_{ycc}=-2Z{\frac {I_{q}}{V_{A}}}

ja yhteismuotoisen jännitteen vaimennuskerroin

K_{occ}={\frac {K_{y}}{K_{ycc}}}={\frac {V_{A}}{2v_{t}}}

[108] ,

missä on seuraajan lähtötransistorien lepovirta, on Earley-jännite, on pn-liitosten absoluuttiseen lämpötilaan verrannollinen lämpötilapotentiaali, piille noin 26 mV 300 K:ssä [109] . Kaavasta seuraa, että se riippuu vain lämpötilasta ja teknisistä parametreista. 2000-luvun teknisissä prosesseissa se on noin 100…120 V [110] ja laskettu (ideaali) arvo on 64…66 dB. Todellisissa IC:issä noin 50 dB:n arvot ovat tyypillisempiä, mikä on liian alhainen moniin tehtäviin [111] , mutta erikoistuneissa audiooperaatiovahvistimissa TOC on 88...90 dB [106] [112] . Valmistajat eivät paljasta tekniikoita, jotka mahdollistivat indikaattorin näin merkittävän parannuksen. Lupaavissa kehityksessä yhteismuotoisen signaalin kulkua voidaan tehokkaasti vaimentaa toistintransistoreiden cascode -kytkennällä [113] . $minä_{q}$ $V_{{A}}$ $v_{t}$ $K_{{occ}}$ $V_{{A}}$ $K_{{occ}}$ $K_{{occ}}$

Vääristymistä korkeilla taajuuksilla

Korkeilla taajuuksilla TOC-operaatiovahvistimet osoittavat paremman särön suorituskyvyn verrattuna klassisiin operaatiovahvistimiin. TOC-operaatiovahvistimen epälineaarinen vääristymä sekä avoimella että suljetulla piirillä NF on pienempi kuin klassisen operaatiovahvistimen, mikä johtuu push-pull-emitteriseuraajien, erityisesti tilassa A toimivien, suuresta lineaarisuudesta [31] . Lähtöseuraajalle, jolla on kiinteä lepovirta, havaittavissa oleva epälineaarisen vääristymän taso ilmenee vain vaihdettaessa tilasta A tilaan AB, vääristymättömän signaalin lähetyksen kynnys suoritetaan yleensä tasolla [57] [comm. 12] . Useimmissa TOS:n sarjaoperaatiovahvistimissa siirtyminen AB-tilaan tapahtuu huomattavasti suuremmilla lähtövirroilla johtuen lähtöseuraajan dynaamisesta ohjauksesta [31] - sama virtapeilijärjestelmä, joka ohjaa virta-jännite-muunninta, moduloi toistintransistorien tuloparin virrat. Tämä vähentää harmonista säröä korkeilla lähtövirroilla jatkuvasti alhaisella lepovirralla [31] . Epälineaarista säröä, joka johtuu lähtöjännitteen rajallisesta muutosnopeudesta OA TOS:ssa, ei periaatteessa esiinny [9] . $-I_{q}<I_{0}<I_{q}$

Toinen nykyisen arkkitehtuurin ominaisuus on vaihekäyrän stabiilius [114] . Kaikilla TOS-operaatiovahvistimilla lähtösignaalin vaihesiirtymä suhteessa tuloon ei ylitä ±1 % vähintään puolessa kaistanleveydestä [114] , mikä on merkittävästi pienempi kuin klassisilla samantasoisilla operaatiovahvistimilla [115] . Lähtösignaalin ryhmäviive on myös vakio - seurauksena operaatiovahvistin TOS toistaa oikein korkeataajuisen signaalin muodon [114] .

Särö DC:llä ja matalilla taajuuksilla

Tasavirralla ja matalilla taajuuksilla TOC-operaatiovahvistimet päinvastoin häviävät klassisille op-vahvistimille. Nykyaikaisten TOC-operaatiovahvistimien tulobias-jännite on 0,5–5 mV [73] , mikä on pienempi kuin klassisten operaatiovahvistimien CMOS -laitteissa, verrattavissa nopeisiin klassisiin bipolaarisiin operaatiovahvistimiin, mutta paljon korkeampi kuin erikoistarkkuus. op vahvistimet. Pääsyy tähän on emitteriseuraajien ylemmän (npn) ja alaosan (pnp) epäsymmetria [27] . Kanta-emitterin jännite-ero siirtää seuraajan lähtöjännitettä suhteessa sen tuloon; Virtavahvistuksen ero generoi vakaasti nollasta poikkeavan ei-invertoivan tulobias-virran, joka todellisissa piireissä myös biasoi lähtöjännitettä [27] . TOC-operaatiovahvistimen DC-vahvistuksen asettamisen tarkkuus ja vakaus on myös paljon pienempi kuin perinteisessä operaatiovahvistimessa. Virhe määräytyy relaatiolla ja ; sarja-IC:ille tyypillisillä vastuksilla virhe ei laske alle 0,1 % [101] . $U_{{be}}$ $\beeta$ $R_{z}$ $R_{1}$ $R_{0}$

Lämpövääristymät, joita ei esiinny klassisissa operaatiovahvistimissa, ovat myös ominaisia TOC-operaatiovahvistimelle ("thermal tails", eng. thermo tails ). Käytännössä ne ilmenevät viiveenä vasteessa tulosignaalin hyppyyn: TOS-operaatiovahvistin käyttää 99,9 % lähtöaskelesta passin nopeudella, mutta viimeinen 0,1 % voi viedä arvaamatonta aikaa, joten niitä ei ole standardoitu. [34] . Tämän tyyppiset vääristymät ovat merkittäviä vain useiden kHz:n suuruisella pulssin toistotaajuudella ja alhaisemmilla tehtävissä, jotka ovat kriittisiä pulssin muodon lähetyksen laadun kannalta - esimerkiksi videosignaalien käsittelyssä [34] . Vähiten herkkä TOC-operaatiovahvistimien "lämpöpyrstöille" invertoivassa kytkennässä, koska vahvistimen tuloihin syötetään vakio (nolla) yhteismoodijännite [34] . Syynä tähän ilmiöön on transistorien lämmöneristys toisistaan ja yhteisestä substraatista, mikä on tyypillistä kaikille pii eristeen päälle -teknisille prosesseille [116] . Transistorien itsekuumeneminen tapahtuu nopeammin kuin IC:issä, joissa on pn-liitoseristys , ja kylmä- ja kuumatransistorien välinen lämpötilaero saavuttaa arvot, joita ei voida enää jättää huomiotta. Pienellä signaalilla piirin kaistanleveys kapenee [117] ; suurella signaalilla translineaarisuuden periaate lakkaa toimimasta , mikä ilmenee termisenä epälineaarisuutena ja biasin (työpisteen) ajautumisena [118] . Herkimpiä näille ilmiöille ovat virtapeilit , bandgapit , translineaariset emitteriseuraajat ja niiden yhdistelmät, mukaan lukien operaatiovahvistimet TOS [33] .

Kumulatiivinen pistemäärä

Vahvistuksen ja "lämpöpyrstöjen" epävakauden vuoksi TOS-operaatiovahvistimet menettävät särön kokonaistason matalilla taajuuksilla sekä tarkkuus- että suurnopeuksisille jännitteen takaisinkytkentäoperaatiovahvistimille [119] , eivätkä ne käytännössä sovellu DC-vahvistukseen . tarkoituksiin [101] . Poikkeuksia yleissääntöön ovat erikoistuneet TOC-operaatiovahvistimet, joissa on erittäin pieni särö matalilla taajuuksilla, kuten "ääni"-operaatiovahvistin LME49871 [106] . Yli 100 MHz:n taajuuksilla TOC-operaatiovahvistimilla ei käytännössä ole vaihtoehtoa; korkeilla taajuuksilla, joilla nopeat klassiset operaatiovahvistimet pystyvät edelleen vahvistamaan signaalia tehokkaasti, valinta niiden ja TOS-operaatiovahvistimen välillä riippuu signaalin järjestelmävaatimuksista:

järjestelmissä, jotka toimivat aikatasolla ja ovat siksi herkkiä aaltomuodon vääristymille, parhaan (pienemän) vääristymän tuottavat nopeat operaatiovahvistimet jännitteen takaisinkytkennällä [119] . Esimerkiksi TOS-operaatiovahvistimet soveltuvat hyvin GSM -vastaanottimien välitaajuuden vahvistamiseen , mutta eivät täysin sovellu tasoittamaan ja palauttamaan GSM-signaalin muotoa [120] .
aktiivisissa suodattimissa jännitteen takaisinkytkentäoperaatiovahvistimet ovat suositeltavia. OU TOS ovat toiminnassa vain kolmessa monista mahdollisista suodatinkokoonpanoista [121] [122] ;
järjestelmissä, jotka toimivat taajuusalueella ja ovat siksi herkkiä vaihevääristymille, operaatiovahvistimet TOS ovat edullisia [119] ;
kohina TOC-operaatiovahvistimen lähdössä yksikkövahvistuksella on yleensä korkeampi kuin klassisen operaatiovahvistimen. Suurille päinvastoin käyttöjärjestelmän TOS voi olla vähemmän meluisa [80] . $K_{y}$

Sovellus

Käytännössä TOS:n operaatiovahvistimet toimivat vain rajoitetussa joukossa tyypillisiä piirejä, joista useimmiten käytetään ei-invertoivaa vahvistinpiiriä ja sen pohjalta rakennettuja suodattimia [123] .

Laajakaistavahvistin

Operaatiovahvistimen TOS:n ei-invertoivan ja invertoivan päällekytkennän peruspiirit toistavat täysin samanlaisia piirejä klassisissa operaatiovahvistimissa [125] , mutta niillä on omat ominaisuutensa:

Invertoivan tulon ja OU TOC:n lähdön välisen resistanssin on oltava vähintään valmistajan suosittelema [125] ; $R_{1}$
Käänteisessä kytkennässä piirin tuloimpedanssi, joka on suunnilleen yhtä suuri kuin , voi edustaa signaalilähteen ei-hyväksyttävän monimutkaista kuormitusta [125] ; $R_{1}/K_{y}$
Invertoivassa kytkennässä ei-invertoiva tulo on kytketty suoraan bias-lähteeseen - yhteiseen johtoon tai virtuaaliseen maahan - ilman vastusta, jota käytetään joskus kompensoimaan esijännitettä klassisissa operaatiovahvistinpiireissä [76] ;
Ei-invertoivassa yhteydessä kapasitiivisella kytkennällä signaalilähteen kanssa on tarpeen järjestää vakiobias-jännitteen syöttö ei-invertoivaan tuloon [125] .

Tyypillinen laajakaistavahvistimien massasovellus op-amp TOC:ssa on xDSL -laitteiden lähtövahvistimet (ohjaimet) [25] . Piireissä, joissa signaalilähteen lähtö on balansoitu, kahden operaatiovahvistimen ohjainta käytetään ei-invertoivassa yhteydessä; piireissä, joissa on yksinapainen lähdelähtö, yksi (isäntä) operaatiovahvistin toimii ei-invertoivassa tilassa, toinen (orja) toimii invertoivassa tilassa.

Differentiaalivahvistin

OU TOS:n tulojen epäsymmetria ei estä differentiaalivahvistimien rakentamista sen perusteella. Yksinkertaisin piiri yhdellä operaatiovahvistimella ja neljällä identtisellä vastuksella on varsin toimiva; sen yhteismoodin signaalin vaimennuskerroin ( ), samoin kuin klassiseen operaatiovahvistimeen perustuvassa piirissä, määräytyy vastusten valinnan tarkkuuden mukaan [80] . 0,1 %:n valintatarkkuudella teoreettinen arvo matalilla taajuuksilla voi olla 66 dB [80] (ottamatta huomioon sisäisen operaatiovahvistimen panosta). Taajuuden kasvaessa tämä indikaattori heikkenee OA TOS:n tulokapasitanssien epäsymmetrian vuoksi; näiden kapasitanssien vaikutusta voidaan heikentää pienentämällä tuloresistanssia jopa 100 ... 200 ohmiin [80] . Kun tällaisen piirin vastukset on valittu huolella, se on verrattavissa RF:llä klassisen op-vahvistimen piirin ilmaisuun (noin 60 dB korkeilla taajuuksilla) [80] . $K_{{occ}}$ $K_{{occ}}$ $K_{{occ}}$ $R_{2-}$ $R_{2+}$ $K_{{occ}}$

Paremman joustavuuden ja toistettavuuden tarjoaa kaksitoimivahvistimen TOC-piiri, jota käytetään usein tulobalansoituna vahvistimena langallisissa viestintäjärjestelmissä [76] . Tässä piirissä takaisinkytkentävastukset ja valitaan valmistajan dokumentaation mukaisesti [76] . Resistanssi valitaan halutulle vahvistukselle ja minimi asetetaan valitsemalla vastus [76] . $R_{1-}$ $R_{1+}$ $R_{2+}$ $K_{{occ}}$ $R_{2-}$

Virta-jännite-muunnin

Kaksi tyypillistä tehtävää, joissa käytetään virta-jännite-muuntimia tai transimpedanssivahvistimia operaatiovahvistimen TOC:ssa, ovat virtalähtöisten digitaali-analogiamuuntimien kuormitussovitus sekä valodiodien ja vastaavien optoelektronisten antureiden virranvahvistus . Suunnittelijat välttelivät pitkään operaatiovahvistimien käyttöä tällaisissa laitteissa pääasiassa niiden merkittävien tulovirtojen vuoksi [95] . Valovirtavahvistimia rakennettiin ja rakennetaan edelleen operaatiovahvistimille, joissa on jännitteen takaisinkytkentä ja tuloasteet kenttätransistoreilla - hiljaisia, tarkkoja, mutta eivät aina tarpeeksi nopeita [95] . Laitteissa, jotka vaativat parempaa suorituskykyä ja sallivat korkeamman melutason kuin klassiset operaatiovahvistimet, TOC-operaatiovahvistimet ovat suositeltavia [95] .

Sekä valodiodeille että DAC:ille, joilla on virtalähtö, on huomattava (kymmeniä pF tai enemmän) lähtökapasitanssi, joka, kun se liitetään TOS-operaatiovahvistimen invertoivaan tuloon, lisätään sen tulokapasitanssiin ( ) ja siitä tulee syy itseviritys [95] . Tämän kapasitanssin vaikutus neutraloidaan sisällyttämällä korjaava kapasitanssi ei-invertoivan tulon ja operaatiovahvistimen lähdön väliin [95] . $C_{2}$ $C_{1}=C_{2}R_{0}/R_{1}$

Suodattimet

Tieteellisessä kirjallisuudessa kuvataan kymmeniä suodatinkonfiguraatioita op-amp TOS:ille [128] , mutta käytännössä vain kolme niistä on käytössä. Kaikissa kolmessa OOS-piiri, joka yhdistää TOC-operaatiovahvistimen lähdön sen invertoivaan tuloon, on puhtaasti aktiivinen. Taajuudesta riippuvainen takaisinkytkentäsilmukka, jos sellainen on, on kytketty lähdön ja ei-invertoivan tulon väliin. Topologisesti kaikki kolme järjestelmää ovat samat klassisten operaatiovahvistimien samannimisen suodattimien kanssa:

Ensimmäisen asteen ali- tai ylipäästösuodatin on passiivinen RC-piiri, joka on ladattu operaatiovahvistimen TOC:n sisääntuloon ei-invertoivassa yhteydessä [129] ;
Toisen kertaluokan LF- tai HF-suodatin Sallen-Kee-kaavion mukaan operaatiovahvistimen TOS-järjestelmässä ei-invertoivassa inkluusiossa [129] . Suodatinpiirin optimaalinen vastusalue tyypillisille TOC-operaatiovahvistimeen perustuville suurtaajuuslaitteille on useita satoja ohmeja tai useita kOhmeja (korkeammilla arvoilla korkeataajuinen kohina kasvaa ei-hyväksyttäviin arvoihin), suodattimen kapasitanssiarvot ovat vähintään 100 pF (pienillä arvoilla rajataajuuden epävakaus tulee mahdottomaksi) [130] ;
Toisen asteen ali- tai ylipäästösuodatin tai kaksois -T-siltaloukku TOS-operaatiovahvistimessa. LPF ja HPF kaksois-T-sillalla ovat monimutkaisempia ja kalliimpia kuin Sallen-Kee-suodattimet, mutta paljon kätevämpiä taajuusvasteen hienosäädössä [131] . Tämän tyyppiset trap-suodattimet vaativat erittäin tarkasti sillan kaikkien passiivisten komponenttien valinnan, mutta ei yksinkertaisesti ole muita tapoja rakentaa trap-suodatinta operaatiovahvistimen TOC:hen [127] .

Laadukkaan kaistanpäästösuodattimen (resonanssi) toteuttaminen operaatiovahvistimen TOS-järjestelmässä on käytännössä mahdotonta; heikkolaatuiset kaistanpäästösuodattimet, jotka perustuvat operaatiovahvistimen TOS-järjestelmään, on rakennettu sarjaan kytkettyihin ylipäästösuotimiin ja Sallen-Kee-alipäästösuotimiin [132] . Sallen-Keyn kaistanpäästösuodatin yksittäisessä TOC-operaatiovahvistimessa on toiminnassa, mutta sen virittäminen tyypillisille operaatiovahvistimen TOC-taajuuksille vaatii erittäin alhaisen tarkkuuden vastukset [132] .

UMZCH OU TOS-järjestelmän mukaisesti

Vuonna 1990 Analog Devices -yhtiön Mark Alexander julkaisi kuvauksen ensimmäisestä erillisestä transistoriäänitehovahvistimesta, joka perustuu TOC - operaatiovahvistinpiiriin [133] [134] . Alexanderin UMZCH:n tuloseuraaja ei ollut emitteriseuraaja, vaan erikoistunut "ääni"-operaatiovahvistin, jossa oli SSM2131-jännitteen takaisinkytkentä ei-invertoivassa yhteydessä [133] . Operaatiovahvistimen lähtö toimi invertoivana sisääntulona globaalin OOS:n kytkemiseen, virtapeilejä ohjattiin operaatiovahvistimen tehopiireillä ja lähtöseuraaja rakennettiin perinteisen kolmivaiheisen emitteriseuraajan mukaan [ 133] . Kirjoittajan mukaan hänen ULF:n kaistanleveys oli 1 MHz ja epälineaarisen vääristymän kerroin ei ylittänyt 0,009 % taajuudella 20 kHz [133] .

Seuraavina vuosikymmeninä virtapiireille löytyi vain rajoitettua käyttöä [135] , esimerkiksi Accuphase - merkkiset sarjavahvistimet on rakennettu op-amp TOC -kaavion mukaisesti [136] . UMZCH-suunnittelukirjallisuus ohittaa OU TOS:n. A. A. Danilovin (2008), Bob Cordellin (2011) ja Douglas Selfin (2010) arvostelukirjat eivät kata nykyisen palautteen aihetta. Cordellin ja Selfin mukaan laadukkaan UMZCH:n ainoa topologia on parannettu "Lin-vahvistin" (kolmivaiheinen operaatiovahvistin erillisillä transistoreilla), jossa on jännitteen takaisinkytkentä [135] [137] Danilov-UMZCH:n mukaan rinnakkaisliitännällä. suurtaajuuskanava, myös jännitteen takaisinkytkennällä [138] . OU TOC -kaavio esiintyy ja sitä käsitellään lyhyesti, itse termiä mainitsematta, vasta Selfin kirjan viidennessä painoksessa [139] . Ääniteknikko Samuel Gronerin mukaan Self arvioi väärin taustalla olevan piirin taajuusalueen ja särötason ja päätteli siksi, että se ei sovellu korkealaatuiseen äänenvahvistukseen [140] .

Kommentit

↑ Tiedeyhteisö sai tietää ensimmäisen täysimittaisen virtakuljettimen julkaisusta integroidussa suunnittelussa - OU TOS Z-ulostulolla AD844 - useiden vuosien viiveellä. Piiri tuli markkinoille vuonna 1988, mutta valmistaja , joka mainosti AD844:ää operaatiovahvistimena erittäin korkealla kierrosnopeudella, päätti olla mainostamatta sen "putkistojen" ominaisuuksia, tutkijat kiinnittivät niihin huomiota vasta vuonna 1991 [20 ] [21] .
↑ Comlinearin varhaiset hybridivahvistimet käyttivät 1 GHz:n transistoreita ja niiden kaistanleveys oli 200 MHz [27] .
↑ Itse asiassa - positiivisilla ja negatiivisilla voimakiskoilla. Suurimmalla osalla OU TOS:istä ei ole "nolla" ("yhteinen lanka") lähtöä.
↑ Yksityiskohtainen malli tyypillisestä ensimmäisen sukupolven TOC-operaatiovahvistimesta korkeille taajuuksille sisältää lisäksi seitsemän kapasitanssia ja neljä induktanssia [41] .
↑ Tämä klassisen operaatiovahvistimen käyttäytyminen on seurausta täydestä taajuuden korjauksesta, joka varmistaa operaatiovahvistimen vakauden yksikkövahvistustilassa, joka on alttiimmin itsevirittymiselle. Suurilla vahvistuksilla piirin vakaus voitaisiin tarjota pienemmällä korjauskapasitanssilla ja vastaavalla kaistanleveyden lisäyksellä - sisäänrakennetun kapasitanssin arvoa on kuitenkin mahdotonta muuttaa.
↑ Virran DAC:n lähtökapasitanssi mitataan kymmenissä ja sadoissa pF ja kapasitanssishuntingin R1 optimaalinen arvo on useita pF [77] .
↑ Lukuun ottamatta Si-Ge-heterorakenteisiin perustuvia kokeellisia teknologioita. Texas Instruments esitteli ensimmäisen kaupallisen prosessin vuonna 2003, ja se tarjosi 19 GHz:n rajataajuuden [89] .
↑ Klassisten operaatiovahvistimien kohinavirran spektritiheys vaihtelee välillä 0,1 fA / √ Hz (elektrometrisille operaatiovahvistimille, joissa on tuloaste kenttätransistoreissa) useisiin pA / √ Hz (nopeille bipolaarisille operaatiovahvistimille) [99] .
↑ Laskelma arvolle R1 = 750 ohm [101] .
↑ Klassisten operaatiovahvistimien tuloon vähennetyn kohinajännitteen spektritiheys on 1 - 20 nV / √ Hz [102] , ja vain muutama sarja tarkkoja, vähäkohinaisia operaatiovahvistimia saavuttaa alarajan. Paras niistä vuoden 2015 Texas Instruments -valikoimassa, LME4990, on arvoltaan 0,88 nV/√Hz [ 103 ] .
↑ Korreloimattomien lähteiden kohinateho summataan, joten kohinajännitteet summautuvat neliöllisesti. Kokonaiskohinajännite on yhtä suuri kuin neliöjuuri kaikista lähteistä peräisin olevien kohinajännitteiden neliösummasta [102] . Kohinajännitteen rms-arvo taajuuskaistalla nollasta F:iin on yhtä suuri kuin kokonaisspektritiheyden ja F neliöjuuren tulo [105] .
↑ Ensimmäisenä likiarvona, jos seuraajan lähtötransistorien lepovirta ei muutu, seuraajan virhejännite (eli sen tulon ja lähdön välinen jännitehäviö) on suhteessa lähtövirran hetkelliseen arvoon riippuvuus _ $minä_{q}$ $V_{{io}}$ $minä_{o}$ $I_{o}=2I_{q}{\rm {{sh}\left({\frac {V_{io}}{v_{t}}}\right)))$ [57] [109]
Tällaisen toistimen epälineaarinen vääristymäspektri voidaan arvioida laajentamalla hyperbolinen sini Taylor- sarjaksi :
$I_{0}=2I_{q}\left({\frac {V_{io}}{v_{t}}}+{\frac {1}{6}}{\frac {V_{io}^{3 }}{v_{t}^{3}}}+{\frac {1}{120}}{\frac {V_{io}^{5}}{v_{t}^{5}}}+\ ldots\right)$ [57].

Muistiinpanot

↑ Savenko, 2006 , s. kahdeksantoista.
↑ Senani, 2013 , s. 25, 30.
↑ 1 2 3 Jung, 2005 , s. 117.
↑ Mancini, 2001 , s. 8.1, 9.3: "konfiguraatio, joka uhraa tarkkuuden...".
↑ 1 2 3 4 Mancini, 2001 , s. 8.1.
↑ Carter, 2012 , s. 113.
↑ Mancini, Karki, 2001 , s. 9.1.
↑ Prokopenko, 2006 , s. 85.
↑ 1 2 3 Wai-Kai Chen, 2009 , s. 3-18.
↑ Senani, 2013 , s. 27.
↑ Senani, 2013 , s. 2.
↑ Senani, 2013 , s. 2, 3.
↑ 1 2 3 Franco, 2008 , s. 269.
↑ Senani, 2013 , s. 7.
↑ Senani, 2013 , s. kahdeksan.
↑ Jung, 2005 , s. 106.
↑ 12. Franco , 2008 , s. 270.
↑ Marston, RM Op–Amp Circuits Manual: Sisältää OTA-piirit. - Newnes, 1989. - (Newnesin piirien käsikirjasarja). — ISBN 9781483135588 .
↑ 1 2 3 4 Franco, 2008 , s. 266.
↑ 1 2 Senani, 2015 , s. 7.
↑ Svoboda, J. et ai. Kaupallisesti saatavan virtakuljettimen sovellukset // International Journal of Electronics. - 1991. - Voi. 70, nro 1. - P. 159-164. - doi : 10.1080/00207219108921266 .
↑ 1 2 3 4 Mancini, 2001 , s. 8.2.
↑ Senani, 2013 , s. yksitoista.
↑ 1 2 Senani, 2013 , s. 14, 26.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Taranovich, S. Analoginen: takaisin tulevaisuuteen, osa 3 // Electronic Design News. - 2012. - Nro 2. joulukuuta 2012 .
↑ 1 2 Irvine, R. Operaatiovahvistimen ominaisuudet ja sovellukset. - Prentice-Hall, 1987. - P. xvi. — ISBN 9780136376613 .
↑ 1 2 3 4 Bowers, 1990 , s. 581.
↑ Jung, 2005 , s. 28.
↑ 1 2 Koli, Halonen, 2006 , s. 85.
↑ 12 Jung , 2005 , s. 24.
↑ 1 2 3 4 Koli, Halonen, 2006 , s. 87.
↑ 1 2 Mancini, Karki, 2001 , s. 9-8.
↑ 12. Sinha , 2008 , s. 14, 22, 89.
↑ 1 2 3 4 Barnes, E. Nykyiset takaisinmaksuvahvistimet I // Analog Dialogue. - 1997. - Nro Anniversary Edition / Ask the Applications Engineer .
↑ 1. Palautteen tyyppien luokittelu. Palautteen vaikutus vahvistimien ominaisuuksiin . StudFiles. Haettu 4. joulukuuta 2017. (määrätön)
↑ Gershunsky, B. S. Elektroniikan perusteet. - Kiova: Vishcha-koulu, 1977. - S. 244.
↑ Jung, 2005 , s. 25.
↑ Jung, 2005 , s. 26.
↑ Bowers, D. Niin kutsuttu virtapalauteoperaatiovahvistin // 1993 IEEE International Symposium on Circuits and Systems. - 1993. - S. 1054-1057. — ISSN 0780312813 .
↑ Lenk, J.D. Simplified Design of IC Amplifiers. - Newnes, 1996. - S. 125. - (EDN-sarja suunnittelijoille). — ISBN 9780750695084 .
↑ 1 2 3 4 5 Kennedy, EJ Joitakin käytännön näkökohtia SPICE-mallinnuksesta analogisen taajuuden luomiseen // Analog Circuit Design: Art, Science and Personalities / toim. J. Williams . - Elsevier, 2013. - S. 321-324. - (EDN-sarja suunnittelijoille). — ISBN 9780080499079 .
↑ Bowers, 1990 , s. 569.
↑ 1 2 Savchenko, E.M. Rajoitavat dynaamisia parametreja operaatiovahvistimille, joissa on jännitteen takaisinkytkentä ja vahvistimien "virtatakaisinkytkentä" lineaarisessa ja epälineaarisessa tilassa // Elektroninen tieteellinen lehti "Investigated in Russia". - 2006. - T. 9 . - S. 882-891 .
↑ 1 2 3 Prokopenko, 2006 , s. 119.
↑ LM7171 erittäin nopea, suuri lähtövirta, jännitteen takaisinkytkentävahvistin . Texas Instruments (1999 (rev. 2014)). Haettu 7. elokuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 30. syyskuuta 2015. (määrätön)
↑ 1 2 OPA684 Pienitehoinen, virtapalautteinen operaatiovahvistin pois päältä . Texas Instruments (2009). Haettu 7. elokuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 5. helmikuuta 2016. (määrätön) , s.16
↑ Lehmann, K. Timanttitransistori OPA660 // Burr-Brown Application Notes. - 1993. - Nro AB-181 .
↑ Henn, C. Uudet ultranopeat piiritekniikat analogisilla IC:illä // Burr-Brown Application Notes. - 1993. - Nro AB-183 .
↑ Prokopenko, 2006 , s. 84, 91, 121.
↑ Thomson, M. Intuitiivinen analogisten piirien suunnittelu. - Newnes, 2013. - S. 493. - ISBN 9780124059085 .
↑ "Rinnakkais" vahvistin UMZCH:ssa. Ageev A. . Radio-lehtien opas (n.d.) . radioway.ru. Haettu 2. joulukuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 3. joulukuuta 2017.
↑ Hayatleh, 2007 , s. 1164.
↑ Franco, 2002 , s. 457.
↑ 1 2 Senani, 2013 , s. 42-43.
↑ Mancini, 2001 , s. 8.14: "lähes ei koskaan käytetty differentiaalivahvistimen kokoonpanossa".
↑ Mancini, Karki, 2001 , s. 9.2.
↑ 1 2 3 4 Merz, N. et al. Modifioitu bipolaarinen translineaarinen solu, jolla on parannettu lineaarinen kantama ja sen sovellukset // Radiotekniikka. - 2012. - Ei kesäkuuta . - s. 736-745.
↑ Hayatleh, K. et ai. Virtapalautteen operaatiovahvistimen avoimen silmukan lähtöominaisuudet // Int. J. Electron. commun. (AEU). - 2010. - Vol. 64. - P. 1196-1202.
↑ 1 2 Mancini, 2001 , s. 8.14.
↑ Mancini, 2001 , s. 8.9.
↑ Franco, 2002 , s. 458.
↑ Carter, 2012 , s. 210, 211.
↑ Prokopenko, 2006 , s. 104.
↑ 1 2 Bowers, 1990 , s. 578.
↑ 1 2 3 Jung, 2005 , s. 108.
↑ Jung, 2005 , s. 107, kaava 1.49.
↑ Senani, 2013 , s. 31.
↑ 1 2 3 Franco, 2002 , s. 460.
↑ Jung, 2005 , s. 27.
↑ Wai-Kai Chen, 2009 , s. 3-24.
↑ 12 Carter , 2012 , s. 157, 158.
↑ Wai-Kai Chen, 2009 , s. 3-26.
↑ 1 2 3 4 Savenko, 2006 , s. 22.
↑ Jung, 2005 , s. 98.
↑ Franco, 2008 , s. 271, 273.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Gross, W. Virtapalautevahvistimet Hyvät ja kiellot // Analog Circuit Design Volume 3: Design Note Collection. - Newnes, 2014. - P. 959-961. — ISBN 9780128004661 .
↑ 12. Franco , 2008 , s. 274-275.
↑ Mancini, 2001 , s. 8.8
↑ 1 2 THS3202 2 GHz, vähäinen särö, kaksoisvirta takaisinkytkentävahvistin . Texas Instruments (2010). Haettu 7. elokuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 5. helmikuuta 2016. (määrätön) , s. 17
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Barnes, E. Nykyiset takaisinmaksuvahvistimet II // Analoginen dialogi. - 1997. - Ei. / Kysy sovellussuunnittelijalta .
↑ Mancini, 2001 , s. 8.5
↑ Jung, 2005 , s. 114.
↑ Jung, 2005 , s. 115.
↑ Jung, 2005 , s. 115-116.
↑ Hayatleh, 2007 , s. 1159.
↑ THS3201-EP - Parannettu tuote 1,8 Ghz:n matalasäröinen virran palautevahvistin . Texas Instruments (2005). Haettu 7. elokuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 5. lokakuuta 2015. (määrätön) , s. 5
↑ Sinha, 2008 , s. 24 (taulukko 24).
↑ Sinha, 2008 , s. 24 (esimerkiksi National Semiconductorin teknisistä prosesseista).
↑ 1 2 Monticelli, D. Täydentävän kaksisuuntaisen polaarin tulevaisuus // Bipolar/BiCMOS Circuits and Technology -kokouksen 2004 julkaisu. - 2004. - s. 21, 25. - ISSN 0780386183 . - doi : 10.1109/BIPOL.2004.1365736 .
↑ 12 Sinha , 2008 , s. 24.
↑ 1 2 3 4 Savenko, 2006 , s. 23.
↑ Savenko, 2006 , s. 22, 23.
↑ Mancini, 2001 , s. 8-13.
↑ Mancini, 2001 , s. 8-12.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Pearson, Jonathan. Virtapalautevahvistimien kompensointi Photocurrent-sovelluksissa // Analoginen dialogi. - 2013. - Vol. 43, nro 3 . - s. 3-6.
↑ 1 2 3 Mancini, 2001 , s. 9-7.
↑ Mancini, 2001 , s. 8-14.
↑ 1 2 Mancini, 2001 , s. 10-12.
↑ Jung, 2005 , s. 80.
↑ Jung, 2005 , s. 73.
↑ 1 2 3 4 5 Savenko, 2006 , s. kaksikymmentä.
↑ 12 Jung , 2005 , s. 72.
↑ LME49990 Erittäin pieni särö, erittäin hiljainen operaatiovahvistin . Texas Instruments (2013). Käyttöpäivä: 7. elokuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 19. maaliskuuta 2015. (määrätön)
↑ Jung, 2005 , s. 80 (kuva 1.75).
↑ Jung, 2005 , s. 76.
↑ 1 2 3 LME49871 Suorituskykyinen, korkealaatuinen virtapalautteen äänioperaatiovahvistin . Texas Instruments (2008). Haettu 7. elokuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 5. helmikuuta 2016. (määrätön)
↑ 12 Hayatleh , 2007 , s. 1161.
↑ 1 2 3 Hayatleh, 2007 , s. 1162, 1163.
↑ 1 2 Senani, 2013 , s. 43.
↑ Sinha, 2008 , s. 29.
↑ Hayatleh, 2007 , s. 1165.
↑ LME49713 Suorituskykyinen, korkealaatuinen virtapalautteen äänioperaatiovahvistin . Texas Instruments (2007). Haettu 7. elokuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 14. toukokuuta 2015. (määrätön)
↑ Hayatleh, 2007 , s. 1169.
↑ 1 2 3 Wai-Kai Chen, 2009 , s. 3-29.
↑ Carter, 2012 , s. 109.
↑ Sinha, 2008 , s. 14, 21, 22.
↑ Sinha, 2008 , s. neljätoista.
↑ Sinha, 2008 , s. 16.
↑ 1 2 3 Rempfer, W. Suorituskykyisten ADC:iden hoito ja ruokinta: Hanki kaikki maksamasi bitti // Lineaarisen teknologian sovellushuomautuksia. - 1997. - Nro AN-71 (heinäkuu). Julkaistu myös lukuna julkaisussa Analog Circuit Design: A Tutorial Guide to Applications and Solutions / Ed. Williams, J. ja Dobkin, R. - Elsevier, 2012. - P. 406-414. — ISBN 9780123851864 .
↑ Mancini, 2001 , s. 13-10.
↑ Carter, 2012 , s. 188.
↑ Carter, 2001 , s. 3-5.
↑ Carter, 2001 , s. 3-6.
↑ LT1497 Dual 125mA, 50MHz virran palautevahvistin . Linear Technology (1997). Käyttöpäivä: 29. heinäkuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 19. helmikuuta 2015. (määrätön)
↑ 1 2 3 4 Carter, 2001 , s. 3.
↑ Poston, D. Nykyinen palaute Op Amp Applications Circuit Guide // National Semiconductor Application Note. - 1988. - Nro OA-07 . - P. 1=9.
↑ 12 Carter , 2001 , s. 5.
↑ Senani, 2013 , luku 3.
↑ 12 Carter , 2001 , s. 3, 4.
↑ Karki, J. Sallen-Key-arkkitehtuurin analyysi // Texas Instruments Application Notes. - 1999. - Nro SLOA024B (heinäkuu 1999) . - s. 3-13.
↑ Carter, 2001 , s. neljä.
↑ 12 Carter , 2001 , s. 6.
↑ 1 2 3 4 Alexander, Mark. Alexanderin virtapalautteen äänenvahvistin // Analogisten laitteiden sovellushuomautuksia. - 1990. - Nro AN-211 . - P. 4.57-4.71.
↑ US-patentti nro 5 097 223, 17. maaliskuuta 1992. Virtapalautteinen äänen tehovahvistin . Patentin kuvaus Yhdysvaltain patentti- ja tavaramerkkiviraston verkkosivuilla .
↑ 1 2 Cordell, B. Audiotehovahvistimien suunnittelu . - McGraw-Hill, 2011. - s . 41 . — ISBN 9780071640244 .
↑ Accuphase Stereotehovahvistin P-450 . Accuphase (2008). Haettu 7. elokuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 4. maaliskuuta 2016. (määrätön)
↑ Self, D. Äänitehovahvistimen suunnittelukäsikirja. — 5. painos — Taylor & Francis, 2010. — P. xli, xlvii. — ISBN 9781136123658 .
↑ Danilov, A. A. Tarkat matalataajuiset vahvistimet. - Hot Line Telecom, 2008. - S. 41, 70. - ISBN 5935171341 .
↑ Self, D. Äänitehovahvistimen suunnittelukäsikirja. - CRC Press, 2012. - P. 5.13-5.15. — ISBN 9781136123665 .
↑ Groner, S. Kommentteja äänitehovahvistimen suunnittelukäsikirjasta, Douglas Self . - 2011. - s. 5-8.

Lähteet

Kehittäjäjulkaisut

Bowers, D. "Virtapalautteen" soveltaminen jännitevahvistimiin // Analoginen IC Design: The Current-mode Approach / toim. Toumazou ja Lidgey. - 1990. - s. 569-596. - (IEE-piirit ja -järjestelmät). — ISBN 9780863412974 .
Carter, B. A Current Feedback Op-Amp Circuit Collection // Texas Instruments Application Report. - 2001. - Nro SLOA066 (elokuu 2001). - s. 1-9.
Carter, B. Op Amps kaikille. – 4. painos. - Newnes, 2012. - 304 s. — ISBN 9780123944061 .
Franco, S. Virtapalautteen vahvistimet // Analog Circuits / toim. Pease, R. - Newnes, 2008. - S. 269-288. — (Maailmanluokan mallit). — ISBN 9780080569819 .
Franco, S., Nairn, D. Operaatiovahvistimet // The Circuits and Filters Handbook, Second Edition / toim. Wai Kai Chen. - CRC Press, 2002. - P. 427-465. — ISBN 9780849309120 .
Jung, W. Op Amp Applications Handbook . - Analogiset laitteet / Elsevier , 2005. - ISBN 0916550265 . — ISBN 0750678445 .
Mancini, R. Nykyinen palaute Op Amp Analysis // Op Amps for Every / toim. R. Mancini. - Texas Instruments , 2001. Julkaistu myös kehittäjien uutiskirjeenä Arkistoitu 7. joulukuuta 2015 Wayback Machinessa (2001) ja luku kappaleelta samannimisessä Newnes-kirjassa (2009 - ISBN 978-0-08 -094948-2 , 2012 - ISBN 978-0-12-394406-1 ). Sivunumerot ovat Texas Instrumentsin täyssähköisestä versiosta.
Mancini, R., Karki, J. Jännitteen ja virran palaute Op Amp Comparison // Op Amps for Every / toim. R. Mancini. - Texas Instruments , 2001. Julkaistu myös kehittäjätiedotteena (2001) ja lukuna samannimiseen Newnes-kirjaan (2009 - ISBN 978-0-08-094948-2 , 2012 - ISBN 978-0-12- 394406-1 ). Sivunumerot ovat Texas Instrumentsin täyssähköisestä versiosta.
Stephens, R. Virtapalautevahvistimien käytettävyyden laajentaminen // Texas Instruments Analog Applications Journal. - 2003. - Nro Q3 2003. - S. 23-29.

Tieteelliset artikkelit ja monografiat

Prokopenko, N. N. , Budyakov, A. S. Nopeiden operaatiovahvistimien arkkitehtuuri ja piirit. - Kustantaja YURGUES, 2006. - ISBN 5938342619 .
Savenko, N. Virtapalautteiset vahvistimet // Moderni radioelektroniikka. - 2006. - Nro 2. - S. 18-23.
Hayatleh, K. et ai. Uusi virtapalautteinen operaatiovahvistin, joka hyödyntää bootstrapping-tekniikoita // International Journal of Electronics. - 2007. - Voi. 94, nro 12. - P. 1157-1170. - doi : 10.1080/00207210701786630 .
Koli, K. ja Halonen, K. CMOS-virtavahvistimet: Nopeus vs. epälineaarisuus. - Springer, 2006. - (The Springer International Series in Engineering and Computer Science). — ISBN 9780306480034 .
Senani, R. et ai. Nykyiset palauteoperaatiovahvistimet ja niiden sovellukset. - Springer, 2013. - (Analogiset piirit ja signaalinkäsittely). — ISBN 9781461451884 .
Senani, R. et ai. Nykyiset kuljettimet: vaihtoehdot, sovellukset ja laitteistototeutukset. - Springer, 2015. - 560 s. — ISBN 9783319086842 .
Sinha, K. Transistorien itsekuumenemisen lämpövaikutukset analogisen vahvistimen suunnitteluun ja arviointiin. - Teksasin yliopisto Arlingtonissa, 2008. - 272 s. - (Tohtorin väitöskirja). — ISBN 9780549947523 .
Wai Kai Chen. Analogiset ja VLSI-piirit. – 3. painos. - CRC Press, 2009. - 702 s. — (Piirien ja suodattimien käsikirja). — ISBN 9781420058925 .

Linkit

GOST 18421-93 Analoginen ja analogisesta digitaaliseen tietokonetekniikka. Termit ja määritelmät Arkistoitu 8. joulukuuta 2017 Wayback Machinessa