跨阻放大器是一种通用运算放大器，其输出电压取决于输入电流和反馈电阻：
仔细观察放大图1所示光电二极管输出电流的电路。 大多数跨阻抗放大器电路需要与反馈电阻并联的反馈电容器(CF )，以补偿放大器反转节点的寄生电容并维持稳定性。
很多文章都介绍了使用某个运算放大器时应该如何选择反馈电容器，我认为这是根本错误的方法。
不管我们半导体制造商相信什么，工程师都不会先选择运算放大器，然后再构建电路！ 大多数工程师都是先罗列一系列性能要求，然后再寻找满足这些要求的零件。
从这种观点出发，优选在确定电路所允许的最大反馈电容之后，选择具有足够增益带宽积(GBW )的运算放大器，以能够与反馈电容稳定地进行动作。
决定跨阻抗放大器所需的运算放大器带宽的简单方法如下所示。
步骤1 :决定允许的最大反馈容量。
反馈电容器和反馈电阻构成放大器频率响应的一个极点：
高于该极频率时，电路的放大性会下降。 反馈电容器的最大值由反馈电阻和所需的带宽决定。
通过使反馈电容器小于等于数学式3计算出的值，可以确认电路满足带宽要求。
步骤2 :确定放大器的反相输入端子的容量。
光电二极管的接点容量(CJ )和放大器的差动) CD )和共模) CCM1、CCM2 )输入容量。 这些值通常记载在运算放大器和光电二极管的产品说明书中。
由该图可知，由于CJ、CD、CCM2并联连接，因此反转输入端子容量如下。
由于非反转端子接地，CCM1不会增加输入容量。 这个时候CD和CCM2可能还不知道。 因为我们还没有选择特定的运算放大器。
我总是把10pF作为那个加法后的合理估计值。 然后，可以用正确的值替换特定的运算放大器，以判断是否合适。
因为决定了CF和CIN的值，所以现在就可以计算必要的运算放大器的带宽。 本计算将在第二部分进行介绍，并将上述过程应用于设计示例。
在
Part2
part1中，介绍了跨阻抗放大器所需的运算放大器带宽的三阶段计算过程的前两个阶段。 本文不仅介绍了最后一步，还介绍了使用该计算过程的设计实例。步骤3 :计算所需运算放大器的增益带宽积
进行基本稳定性分析后，将得到这一步背后的逻辑。 如果只想进行计算，可以直接跳转到公式5。 图1是用于分析的dtdhl-TI电路。 反馈环路被大电感器(L1 )切断，电压源可以通过大电容器) C1 ) AC连接到该环路。
该环路在运算放大器的输出端被中断，输入电容器的效果将包含在分析中。 执行AC传输特性，可以使用后处理器生成开环增益(AOL )和噪声增益)1/)曲线。
1/曲线有三个关注点。 首先，在下一个频率位置有零点。
在这个频率以上，1/曲线以每10个八度20dB的速度增加。 其次，数学式2的频率位置有极点。
这样，1/曲线就变成了“平坦”。 最后，1/曲线在以下频率位置与AOL曲线相交：
gin/pgc-image/153395001308991d6f981cb?from=pc">在公式 5 中，fGBW 是运算放大器的单位增益带宽。为保持稳定性，AOL 曲线必须在 1/β 曲线变平时与 1/β 曲线相交（假设是一个单位增益稳定的运算放大器）。如果 AOL 曲线在 1/β 曲线上升时与 1/β 曲线相交（如图 4 中虚线所示），电路可能会震荡。这可为我们带来以下规则：
将 fI 和 fp 的公式带入该规则，并求解单位增益带宽，我们可得到以下实用公式：
公式 5 消除了为互阻抗放大器设计选择运算放大器时的一道难题。选择具有足够带宽的运算放大器，不但可确保获得足够的信号带宽，而且还有助于避免潜在的稳定性问题！
设计实例
现在，我把这个过程运用在设计实例中，并对比采用两个运算放大器时的电路性能。一个运算放大器符合我们所计算的增益带宽要求，另一个不符合。
首先，我们计算可使电路稳定并达到带宽目标的最大反馈电容：
下一步，我们将确定放大器反相输入端电容。由于我们还没有为电路选择运算放大器，因此我们不知道 CD 和 CCM2 的值。记住，我在第 1 部分中建议将 10pF 作为该电容的合理电容估计值。
最后，我们可计算运算放大器的增益带宽要求：
相位裕度对比
相位裕度是一个稳定性指标，可在环路增益等于 0dB 的位置将放大器环路增益 (AOL * β) 相位与 180 度相比。0 度相位裕度表明负反馈已经变成正反馈，说明系统不稳定。
相位裕度可使用第 2 部分（图 1）的电路进行测量，其可中断反馈环路。在 AOL * β 电压幅值等于 0dB 的频率位置可测量 AOL * β 电压的相位（Vout 探针）。
重复 OPA313 的这一分析可得到 31.65 度的相位裕度。从技术上讲，该部分在这一相位裕度下是稳定的，但它不会被视为稳定的设计。如果生产了大量这样的电路，有一些可能会因运算放大器技术参数的容差问题而不稳定。
阶跃响应对比
降低的相位裕度还会产生其它影响。例如，它可导致电路阶跃响应中的过冲和振铃问题。为说明这种影响，我使用瞬态仿真在电路输入端应用了 1uA 电流阶跃 (IG1)，并测量了趋稳到 0.1% 理想值所需的时间。
好的，彩蛋来了。
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