跨阻放大器(TIA )全稱為trans-impedance amplifier,是放大器類型的一種,放大器類型是根據(jù)其輸入輸出信號(hào)的類型來定義的。
中文名稱 | 跨阻放大器 | 外文名稱 | Trans-Impedance Amplifier |
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TIA的功能如同我們平時(shí)在養(yǎng)花的過程中給花施肥的一樣,如果一片貧瘠的土地上要種出鮮艷的花朵,那么在給這片土地施肥的時(shí)候,雜草和花苗同樣得到了滋養(yǎng),這時(shí)候我們就會(huì)人為地將雜草拔掉,這樣雜草沒了,肥料的營(yíng)養(yǎng)能最大程度地供養(yǎng)給花苗,然后花苗才能茁壯成長(zhǎng)。TIA在DWDM系統(tǒng)中的作用就相當(dāng)于我們?nèi)藶榈貙㈦s草拔掉,而且還一定程度上抵制了雜草的重生。
在電學(xué)范疇,假設(shè)放大器增益A=Y/X,Y為輸出,X為輸入。由于表征一個(gè)信號(hào)不是用電壓就是電流,所以組合一下就有4種放大器,當(dāng)輸入為電流信號(hào),輸出為電壓信號(hào)時(shí),A=Y(電壓)/X(電流),具有電阻的量綱,所以一般稱之為跨阻放大器, 另外,我們常見的都是電壓放大器,也就是輸入輸出都是電壓的那種。
TIA由于具有高帶寬的優(yōu)點(diǎn),一般用于高速電路,如光電傳輸通訊系統(tǒng)中普遍使用。例如PIN-TIA,PIN-TIA光接收器是用于光通信系統(tǒng)中將微弱的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并將信號(hào)進(jìn)行一定強(qiáng)度低噪聲放大的探測(cè)器件,其工作原理是:PIN的光敏面受探測(cè)光照射時(shí),由于p-n結(jié)處于反向偏置,光生載流子在電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生漂移,在外電路產(chǎn)生光電流;光電流通過跨阻放大器放大輸出,這樣就實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)而將電信號(hào)初步放大的功能。在實(shí)際應(yīng)用中,我們會(huì)根據(jù)TIA的要求,采用-5.2 V、3.3 V或其它的供電形式,用不同的外圍電路形式來完成封裝。
我們知道在DWDM系統(tǒng)中,OSNR是衡量整個(gè)系統(tǒng)傳輸性能的重要指標(biāo)之一,也就是信號(hào)和噪聲的比值,如何將信噪比提高到一個(gè)理想的傳輸性能值,從上面的描述就可得知引入了TIA,它能將電信號(hào)進(jìn)行一定強(qiáng)度的低噪放大。信號(hào)在經(jīng)過光纖傳輸后,光功率和色散必然在一定程度上有所衰減,光放大器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)來進(jìn)行放大處理時(shí),TIA就能有效地抑制噪聲信號(hào)的放大,分母變小,分子變大,這樣就不難理解TIA是如何提高光信號(hào)與噪聲的比值(OSNR)了。所以通俗地說,它是在同等條件下,使負(fù)面因素較低從而使正面因素較高地顯現(xiàn)的一種技術(shù)手段而用到的器件。
跨阻放大器(TIA )全稱為trans-impedance amplifier,是放大器類型的一種,放大器類型是根據(jù)其輸入輸出信號(hào)的類型來定義的。
在電學(xué)范疇,假設(shè)放大器增益A=Y/X,Y為輸出,X為輸入。由于表征一個(gè)信號(hào)不是用電壓就是電流,所以組合一下就有四種放大器,當(dāng)輸入為電流信號(hào),輸出為電壓信號(hào)時(shí),
A=Y(電壓)/X(電流),具有電阻的量綱,所以一般稱之為跨阻放大器,英文簡(jiǎn)稱(TIA:transimpedence Amp)。
ps:我們常見的都是電壓放大器,也就是輸入輸出都是電壓的那種。
應(yīng)用:TIA由于具有高帶寬的優(yōu)點(diǎn),一般用于高速電路,如光電傳輸中普遍使用。
原理:高頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級(jí),作用是將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大,以滿足發(fā)送功率的要求,然后經(jīng)過天線將其輻射到空間,保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿意的信號(hào)電平,并且不干擾相鄰信道的通信。...
您錯(cuò)誤的理解信號(hào)放大器了第一,信號(hào)在電線中進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候會(huì)有衰減的,所以使用信號(hào)放大器只是為了恢復(fù)原始信號(hào)第二,現(xiàn)在很多家的電視比較多,一條線走也容易出現(xiàn)信號(hào)衰減,所以使用分配信號(hào)放大器所以只要使用一...
儀表放大器是在有噪聲的環(huán)境下放大小信號(hào)的器件,其本身所具有的低漂移、低功耗、高共模抑制比、寬電源供電范圍及小體積等一系列優(yōu)點(diǎn),它利用的是差分小信號(hào)疊加在較大的共模信號(hào)之上的特性,能夠去除共模信號(hào),而又...
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利用0.6μm CMOS工藝設(shè)計(jì)了一種用于光纖通信的跨阻前置放大器。電路采用推-挽反相器級(jí)聯(lián)形式的結(jié)構(gòu),本身能夠自偏壓,不需設(shè)計(jì)偏壓電路,減少了芯片面積,同時(shí)它的輸出可以端到端地滿擺幅工作,而且只要放大部分的2個(gè)MOS管都處在飽和區(qū),就能得到最大的電壓增益;利用SmartSpice軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真,結(jié)果表明在+5 V電源電壓作用下,該放大器的增益為78.9 dbΩ,3 db帶寬為540 MHz。
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五、電荷放大器 電荷放大器主要由一個(gè)高增益反向電壓放大器和電容負(fù)反饋組成。輸入端的 MOSFET 或 J-FET 提供高絕緣性能,確保極低的電流泄露。 電荷放大器將壓電傳感器產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)換為成比例的電壓, 用來作為監(jiān)測(cè)和控制過程的 輸入量。電荷放大器主要由一個(gè)具有高開環(huán)增益和電容負(fù)反饋的 MOSFET( 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶 體管 )或 JFET(面結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管 )的反向電壓放大器組成, 因此它的輸入產(chǎn)生高絕緣阻抗, 會(huì)引起少量電流泄漏。忽略 Rt 和 Ri,輸出端電壓為: )( 1 1 1 crt r r o CCC AC C Q U 對(duì)于足夠高的開環(huán)增益,系數(shù) 1/AC 接近于零。因此可以忽略電纜和傳感器的電容,輸 出電壓僅由輸入端電壓和量程電容決定。 r o C QU 電荷放大器可看成是電荷積分器, 它總是在量程電容兩端以大小相等, 極向相反的電荷 補(bǔ)償傳感器產(chǎn)生的電荷。 量程電容兩端
提高光接收機(jī)靈敏度的方法除了提高探測(cè)器的響應(yīng)度, 還需降低前置放大器的輸入噪聲電流。由于跨阻結(jié)構(gòu)放大器在噪聲和帶寬方面具有很好的折衷,因此,在高速、高靈敏度應(yīng)用場(chǎng)合倍受青睞。目前,學(xué)者采用的跨阻放大器核心電路主要有調(diào)節(jié)型共源共柵(RGC)放大器、有源反饋跨阻放大器和零極點(diǎn)對(duì)消跨阻放大器等。
RGC 放大器屬于電流模形式的跨阻放大器,它是一種利用共柵電路或共源共柵電路自身特性形成電流輸入、電壓輸出的跨阻放大器。因?yàn)椴恍枰砑宇~外的反饋電阻,在一定程度上緩解了增益、帶寬和噪聲之間的矛盾,提高了跨阻放大器的整體性能。該放大器具有輸入阻抗小、頻帶寬及電壓擺幅好的特點(diǎn)。 2004 年, Park S M 等人[16]首次將 RGC 結(jié)構(gòu)(圖 6)應(yīng)用于光接收機(jī)前端電路中,并成功地實(shí)現(xiàn)了 1.25Gb/s 的傳輸速率。
跨導(dǎo)放大器(gm放大器)推出的電流正比于它的輸入電壓。在網(wǎng)絡(luò)分析中,跨導(dǎo)放大器被定義為電壓控制電流源(VCCS)。看到這些放大器安裝在共源共柵配置,這是常見的,這提高了頻率響應(yīng)。
跨阻放大器輸出正比于它的輸入電流的電壓??缱璺糯笃魍ǔ1环Q為跨阻放大器,特別是半導(dǎo)體制造商。
網(wǎng)絡(luò)分析中的跨阻放大器的術(shù)語是電流控制電壓源(CCVS)。一個(gè)基本的反相互阻放大器可以由一個(gè)運(yùn)算放大器和一個(gè)電阻構(gòu)成。只需在運(yùn)算放大器的輸出端和反相輸入端之間連接電阻,并將同相輸入端接地即可。然后,輸出電壓將與反相輸入端的輸入電流成比例,隨著輸入電流的增加而減小,反之亦然。在實(shí)踐中,任何器件的寄生電容連接到運(yùn)算放大器的虛擬地可能使其不穩(wěn)定,并且必須在輸出和反相引腳之間并聯(lián)添加補(bǔ)償電容。達(dá)到這個(gè)補(bǔ)償電容的最佳值可能是不平凡的。專用芯片跨阻(互阻抗)放大器廣泛用于放大來自超高速光纖鏈路接收端的光電二極管的信號(hào)電流。MAX3724和MAX3725就是例子。
一個(gè)運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(OTA)是集成電路能夠作為跨導(dǎo)放大器的作用。這些通常有一個(gè)允許跨導(dǎo)控制的輸入。
跨導(dǎo)放大器
跨導(dǎo)放大器(gm放大器)推出的電流正比于它的輸入電壓。在網(wǎng)絡(luò)分析中,跨導(dǎo)放大器被定義為電壓控制電流源(VCCS)??吹竭@些放大器安裝在共源共柵配置,這是常見的,這提高了頻率響應(yīng)。
跨阻放大器
跨阻放大器輸出正比于它的輸入電流的電壓。跨阻放大器通常被稱為跨阻放大器,特別是半導(dǎo)體制造商。
網(wǎng)絡(luò)分析中的跨阻放大器的術(shù)語是電流控制電壓源(CCVS)。
一個(gè)基本的反相互阻放大器可以由一個(gè)運(yùn)算放大器和一個(gè)電阻構(gòu)成。只需在運(yùn)算放大器的輸出端和反相輸入端之間連接電阻,并將同相輸入端接地即可。然后,輸出電壓將與反相輸入端的輸入電流成比例,隨著輸入電流的增加而減小,反之亦然。在實(shí)踐中,任何器件的寄生電容連接到運(yùn)算放大器的虛擬地可能使其不穩(wěn)定,并且必須在輸出和反相引腳之間并聯(lián)添加補(bǔ)償電容。達(dá)到這個(gè)補(bǔ)償電容的最佳值可能是不平凡的。
專用芯片跨阻(互阻抗)放大器廣泛用于放大來自超高速光纖鏈路接收端的光電二極管的信號(hào)電流。MAX3724和MAX3725就是例子。
運(yùn)算跨導(dǎo)放大器
一個(gè)運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(OTA)是集成電路能夠作為跨導(dǎo)放大器的作用。這些通常有一個(gè)允許跨導(dǎo)控制的輸入。2100433B