ЦФБ операциони појачавачи

С Википедије, слободне енциклопедије

ЦФБ операциони појачавач (енгл. Current-feedback operational amplifier) је врста операционог појачавача чији је инвертујући улаз осјетљив на електричну струју, а не на електрични напон као што је то случај са конвенционалним ВФБ (волтаге-феедбацк оп-амп) операционим појачавачима. ЦФБ је први пут дизајниран од стране Давида Нелсона у Цомлинеар Цорпоратион у Сједињеним Америчким Државама, и први је продат 1982. године као хибридни операциони појачавач, ознаке ЦЛЦ103. Прво ЦФБ интегрисано коло је представљено 1987. године, а конструисао га је Билл Гросс. Ова кола се обично производе са истим распоредом пинова као и ВФБ операциони појачавачи, што омогућава да се ова два типа операционих појачавача могу замијенити када је то могуће. У једноставним шемама, код линеарних појачавача, ЦФБ можемо замијенити ВФБ операционим појачавачем, без претходне модификације кола, али у другим случајевима, када коло има функцију интегратора, модификација је неопходна. ЦФБ операциони појачавач се може користити и при реализацији диференцијалног појачавача са 4 отпорника, али је ЦМРР (цоммон-моде рејецтион ратио) у овом случају нешто лошији него код ВФБ-а. Што се тиче њихове цијене, први ЦФБ операциони појачавачи били су јако скупи. Први комерцијални монолитски ЦФБ операциони појачавач, ознаке ЦЛЦ400 продат је за 16.50 $. Ако сте жељели већу брзину одзива, морали сте да платите за то. Данас тај исти операциони појачавач можете имати за само 0.5 $. Изнад свега, ЦФБ операциони појачавачи данас нуде много разноврсних дизајна, са различитим цијенама.

Принцип рада[уреди | уреди извор]

На уопштеној шеми, секција означена црвеним линијама формира улазни степен и појачавач грешке. Инвертујући улаз (чвор гдје су емитори Q1 и Q2 транзистора спојени) има малу отпорност, па је стога осјетљив на промјену струје. Отпорници Р1 и Р4 су подешени тако да су струје колектора Q1 и Q2 исте. У већини случајева користи се шема са активним оптерећењем, умјесто пасивних отпорничких шема, и неинвертујући улаз се може подесити тако да има малу отпорност, као и инвертујући у циљу смањивања оффсета.

Када нема сигнала на улазу, посматрајући огледала Q3/Q4 и Q5/Q6 колекторске струје Q4 и Q6 ће имати исту амплитуду, као и колекторске струје код транзистора Q1 и Q2. Отуда, можемо закључити да струја неће тећи у улаз бафера (односно неће бити напона на улазу бафера). У пракси, због неиделности уређаја, колекторске струје нису једнаке, а као резултат тога имамо разлику струја која тече улазом бафера, што проузрокује оффсет на његовом излазу.

Дио обиљежен плавом бојом (транзистори Q3 и Q6) представља конвертор струје у напон. Било каква промјена у колекторским струјама Q1 и Q2 (реакција на сигнал на неинвертујући улаз) еквивалентан је промјени напона на споју колектора Q4 и Q6. Кондензатор Цс је стабилизатор и омогућава да коло остане стабилно у активном режиму рада. Због великог пропусног опсега ЦФБ операционог појачавача, постоји ризик да коло заосцилује. Кондензатор Цс пригушује фреквенције гдје је могуће да дође до осилација. Излазни степен је бафер који обезбјеђује струјно појачање. Има напонско појачање за јединицу (+1 на шеми).

Поређење ЦФБ и ВФБ операционих појачавача[уреди | уреди извор]

Због унутрашње компензације, ширина пропусног опсега код ВФБ операционих појачавача је управљана унутрашњим доминантним полом компензационог кондезатора, што нас доводи до константних ограничења у погледу појачања и ширине опсега.

ЦФБ операциони појачавачи, за разлику од њих, немају кондензатор са доминантним полом и због тога могу да функционишу и када су много ближе максималној фреквенцији и вишем појачању. Дакле, зависност ширине пропусног осега и појачања код ВФБ појачавача је била преломљена.

У ВФБ операционим појачавачима активни режим рада је ограничен зависношћу појачање/пропусни опсег и мала брзина одзива. ЦФБ користи такав распоред кола који истиче струјни начин рада, који је знатно бржи од напонског начина рада. Дакле, код ЦФБа не постоји ограничење у погледу брзине одзива. Наведене ставке чине главну предност ЦФБ операционих појачавача над конвенционалним ВФБ операционим појачавачима.

Мане ЦФБ-а су те што имају велики DC оффсет, што доприноси њиховој непрецизности. С обзиром на њихову већу ширину опсега, повећава се и шум. Такође, треба обратити пажњу на то да кола са ЦФБ операционим појачавачима не смију имати капацитивност између излазних и инвертујућих пинова јер то обично проузрокује осцилације, а самим тим и нестабилност. Још једна њихова мана је што напонска раздешеност није увијек једнака нули. ЦФБ операциони појачавачи су идеално направљени за апликације које захтијевају велику брзину, и у таквим случајевима њихове мане су практично занемарљиве. Такође су погодни за системе са радарима, или било које широкопојасне системе чија ширина опсега иде чак до 100 МХз.

Литература[уреди | уреди извор]

Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=CFB_operacioni_pojačavači&oldid=26733944”