Tengo la tarea con el objetivo de diseñar un sensor fotoeléctrico. Siendo muy débil en amplificadores y teoría de control, estoy trabajando en los conceptos básicos de los amplificadores operacionales. Siguiendo este diseño de referencia de TI , aprendí que los capacitores de retroalimentación son importantes para la estabilidad de los amplificadores de fotodiodos.
Sin embargo, el cálculo del valor del capacitor es ambiguo (Sección 2.3):
El capacitor de retroalimentación, en combinación con la resistencia de retroalimentación, forma un polo en la respuesta de frecuencia del amplificador:
𝑓𝑃=1/(2𝜋𝐶1𝑅1)(4)
Por encima de esta frecuencia polar, la amplificación del circuito disminuirá. El valor máximo del capacitor de retroalimentación se puede determinar a partir del valor de la resistencia de retroalimentación y el ancho de banda deseado:
Por lo tanto, utiliza el ancho de banda previsto para calcular el máximo. valor del condensador, pero ¿qué pasa con el valor mínimo? Este cálculo no me dice si el valor calculado es suficiente para la estabilidad. ¿Cuál es el método para calcular el condensador de retroalimentación mínimo para la estabilidad?
Abordemos esta pregunta (de estabilidad) de otra manera.
El fotodiodo tiene cierta capacitancia. Ese Cdiodo junto con la resistencia de retroalimentación forma un retardo y también un cambio de fase y un polo.
1) el circuito ya está invirtiendo, por lo tanto proporciona 180 grados
2) el Cdiode + Rfeedback es otros 90 grados (por encima de cierta frecuencia)
3) el opamp proporciona otros 90 cerca de su ancho de banda Unity Gain
4) el opamp tendrá un margen de fase de menos de 90 grados en su UGBW, por lo tanto, un cambio de fase adicional de 10 o 20 o 30 o 40 o 50 grados (retraso) que no desea
5) sin embargo, hay una capacitancia parásita (útil, a su favor) en la retroalimentación R, dentro de la resistencia y entre los terminales de soldadura y entre las almohadillas de soldadura en la PCB
Si puede cuantificarlos y elige un margen de fase para el sobreimpulso aceptable, entonces puede calcular el Cfeedbach (extra, agrupado) para compensar.