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(lái)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(jiàn)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。
TIA的功能如同我們平時(shí)在養(yǎng)花的過(guò)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(méi)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(jiàn)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(guò)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(lái)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(guò)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(lái)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(shuō),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。
干線放大器一般主要用于配合微蜂窩或直放站解決室內(nèi)信號(hào)盲區(qū)的設(shè)備,采用雙端口全雙工設(shè)計(jì),內(nèi)置電源,安裝方便,可靠性高,數(shù)字與模擬系統(tǒng)兼容。若作為分布式室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)使用,它們也可用作線路中繼放大或延伸放大...
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(guò)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...
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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(lái)作為監(jiān)測(cè)和控制過(guò)程的 輸入量。電荷放大器主要由一個(gè)具有高開(kāi)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(kāi)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)??吹竭@些放大器安裝在共源共柵配置,這是常見(jiàn)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。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(yǔ)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(lái)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(jiàn)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??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(yǔ)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(lái)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