పాఠం 1బ్యాండ్విడ్త్ మరియు స్థిరత్వం లెక్కించడం: op-amp GBW నుండి క్లోజ్డ్-లూప్ బ్యాండ్విడ్త్, ఫేజ్ మార్జిన్ పరిగణనలు, మరియు కంపెన్సేషన్ టెక్నిక్లుమేము op-amp గెయిన్-బ్యాండ్విడ్త్ ఉత్పత్తి మరియు ఫీడ్బ్యాక్ ఫ్యాక్టర్ నుండి క్లోజ్డ్-లూప్ బ్యాండ్విడ్త్ను డెరైవ్ చేసి, ఫేజ్ మార్జిన్ను స్థిరత్వం మరియు ట్రాన్సియెంట్ రెస్పాన్స్కు సంబంధించి చూపిస్తాం. క్యాపాసిటివ్ లోడ్లు మరియు అధిక గెయిన్ల కోసం కంపెన్సేషన్ ఆప్షన్లు డిజైన్ మార్గదర్శకాలతో పరిచయం చేయబడతాయి.
Relate GBW, feedback factor, and bandwidthInterpret Bode plots and phase margin targetsIdentify signs of marginal or unstable loopsDesign compensation for capacitive loadingCheck stability across process and temperatureపాఠం 2ప్రాక్టికల్ కాంపోనెంట్ ఎంపిక: op-amp డేటాషీట్లు కనుగొనడం మరియు వివరించడం (సెన్సార్-గ్రేడ్ యాంప్లిఫైయర్ల ఉదాహరణలు)ఈ విభాగం సెన్సార్ కండిషనింగ్ కోసం op-amp డేటాషీట్లను చదవడం మరియు పోల్చడం నేర్పుతుంది. మీరు శబ్దం, ఆఫ్సెట్, ఇన్పుట్ రేంజ్, సప్లై ఆప్షన్లు, మరియు ప్యాకేజింగ్పై దృష్టి పెడతారు, మరియు సిస్టమ్ అవసరాలకు వ్యతిరేకంగా పార్ట్లను త్వరగా స్క్రీన్ చేయడం నేర్చుకుంటారు.
Identify sensor-grade amplifier familiesInterpret input offset and drift specificationsEvaluate noise, CMRR, and PSRR parametersCheck input and output voltage rangesAssess package, power, and cost constraintsపాఠం 3యాంప్లిఫైయర్ బ్లాక్ కోసం SPICE సిమ్యులేషన్ ప్లాన్: స్టిమ్యులస్ సోర్సెస్ (డిఫరెన్షియల్ సైన్, కామన్-మోడ్, శబ్ద సోర్సెస్), AC విశ్లేషణ, ట్రాన్సియెంట్, శబ్ద విశ్లేషణ, మరియు ఆఫ్సెట్/ఎర్రర్ మాప్లుఈ విభాగం యాంప్లిఫైయర్ బ్లాక్ కోసం స్ట్రక్చర్డ్ SPICE ప్లాన్ను అభివృద్ధి చేస్తుంది, స్టిమ్యులై, విశ్లేషణలు, మరియు మాప్లను నిర్వచిస్తుంది. మీరు PCB లేఅవుట్కు కమిట్ చేయడానికి ముందు గెయిన్, బ్యాండ్విడ్త్, శబ్దం, ఆఫ్సెట్, మరియు కామన్-మోడ్ ప్రవర్తనను ధృవీకరించడం నేర్చుకుంటారు.
Define simulation objectives and key metricsSet up differential and common-mode sourcesPlan AC, transient, and noise analysesMeasure gain, offset, and linearity in SPICEOrganize testbenches for reuse and reviewపాఠం 4ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్ కోసం డిజైన్: అధిక డిఫరెన్షియల్ మరియు కామన్-మోడ్ ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్ సాధించడానికి టెక్నిక్లుమేము op-amp ఇన్పుట్ స్ట్రక్చర్లు, బఫర్ స్టేజ్లు, మరియు రెసిస్టర్ ఎంపికలను ఉపయోగించి డిఫరెన్షియల్ మరియు కామన్-మోడ్ సిగ్నల్స్ కోసం అధిక ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్ను సాధించడం పరిశీలిస్తాము, బయాస్ కరెంట్లు, లీకేజ్ పాత్లు, మరియు బ్యాండ్విడ్త్ పరిమితులను నియంత్రిస్తూ.
Define differential and common-mode impedanceUse buffer stages to isolate sensor loadingControl bias currents and leakage pathsGuarding and PCB techniques for high ZTrade-offs between impedance and bandwidthపాఠం 5డిజైన్ డాక్యుమెంటేషన్ చెక్లిస్ట్: లెక్కలు, ఊహలు, పార్ట్ నంబర్లు, మరియు PCB హ్యాండాఫ్ కోసం మార్జిన్ విశ్లేషణ జాబితాఈ విభాగం యాంప్లిఫైయర్ మరియు సెన్సార్ ఫ్రంట్-ఎండ్ డిజైన్ల కోసం కఠిన డాక్యుమెంటేషన్ ప్యాకేజ్ను నిర్వచిస్తుంది, లెక్కలు, ఊహలు, పార్ట్ ఎంపికలు, మరియు మార్జిన్లను క్యాప్చర్ చేస్తుంది తద్వారా PCB, లేఅవుట్, మరియు టెస్ట్ టీమ్లు సర్క్యూట్ను విశ్వాసంగా అమలు చేయగలవు మరియు సమీక్షించగలవు.
List design assumptions and operating conditionsRecord key equations and intermediate calculationsDocument part numbers and critical parametersCapture margin analysis and derating choicesDefine required tests and acceptance criteriaపాఠం 6Op-amp కీ పారామీటర్లు మరియు ఎంపిక ప్రక్రియ: ఇన్పుట్ శబ్ద డెన్సిటీ, ఇన్పుట్ బయాస్ కరెంట్, ఇన్పుట్ ఆఫ్సెట్, GBW, స్లూ రేట్, CMRR, PSRR, మరియు సప్లై రేంజ్మేము చిన్న-సిగ్నల్ సెన్సార్ ఇంటర్ఫేస్ల కోసం క్రిటికల్ op-amp పారామీటర్లను సమీక్షిస్తాము మరియు పునరావృత్త ఎంపిక ప్రక్రియను నిర్మిస్తాము. శబ్ద డెన్సిటీ, బయాస్ కరెంట్, GBW, స్లూ రేట్, CMRR, PSRR, మరియు సప్లై రేంజ్ అప్లికేషన్ అవసరాలకు వ్యతిరేకంగా ఒత్తిడి పెట్టబడుతుంది.
Relate GBW and slew rate to signal bandwidthUnderstand input noise density and filtersBias current and source impedance interactionCMRR, PSRR, and supply rejection needsStep-by-step op-amp selection checklistపాఠం 7డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్లు మరియు ఇన్స్ట్రుమెంటేషన్ యాంప్ల కోసం రెసిస్టర్ నెట్వర్క్లు మరియు గెయిన్ లెక్క: గెయిన్ సమీకరణలు మరియు లోడింగ్ ప్రభావాలు డెరైవ్ చేయడంమేము క్లాసిక్ డిఫరెన్షియల్ మరియు ఇన్స్ట్రుమెంటేషన్ యాంప్లిఫైయర్ టోపాలజీల కోసం గెయిన్ సమీకరణలను డెరైవ్ చేస్తాము, రెసిస్టర్ నెట్వర్క్ పరిమితులు మరియు లోడింగ్ను ఉపయోగించి. మ్యాచింగ్, CMRR, మరియు సెన్సార్ మరియు ADC ఇంపెడెన్స్లు ప్రభావితమైన గెయిన్ను మార్చడం పై ఒత్తిడి పెట్టబడుతుంది.
Gain equations for basic differential stagesThree-op-amp instrumentation amp gain designImpact of resistor matching on CMRR and gainLoading from sensor and ADC input impedanceSelecting resistor values and power ratingsపాఠం 8యాంప్లిఫైయర్ టార్గెట్ స్పెసిఫికేషన్లు సెట్ చేయడం: గెయిన్, బ్యాండ్విడ్త్, ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్, ఆఫ్సెట్, డ్రిఫ్ట్, మరియు శబ్ద బడ్జెట్ఈ విభాగం సిస్టమ్-లెవల్ సెన్సార్ అవసరాలను యాంప్లిఫైయర్ టార్గెట్లుగా మార్చడం చూపిస్తుంది: గెయిన్, బ్యాండ్విడ్త్, ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్, ఆఫ్సెట్, డ్రిఫ్ట్, మరియు శబ్ద బడ్జెట్. మీరు టోపాలజీ మరియు పార్ట్ ఎంపికలను మార్గదర్శించడానికి సంక్షిప్త స్పెసిఫికేషన్ టేబుల్ను సృష్టిస్తారు.
Translate sensor and ADC requirementsDefine gain, bandwidth, and headroom limitsSet input impedance and loading constraintsAllocate offset and drift performance goalsCreate a formal amplifier spec tableపాఠం 9డిఫరెన్షియల్ సెన్సార్ సిగ్నల్స్ అవగాహన: సోర్స్ ఇంపెడెన్స్, కామన్-మోడ్, మరియు డిఫరెన్షియల్-మోడ్ భావనలుఈ విభాగం సోర్స్ ఇంపెడెన్స్, కామన్-మోడ్ లెవల్, మరియు డిఫరెన్షియల్ సిగ్నల్ రేంజ్తో సహా డిఫరెన్షియల్ సెన్సార్ ప్రవర్తనను వివరిస్తుంది. మీరు ఈ పారామీటర్లు శబ్దం, లోడింగ్, మరియు యాంప్లిఫైయర్ టోపాలజీ మరియు రెఫరెన్స్ స్కీమ్ ఎంపికను ప్రభావితం చేస్తాయని నేర్చుకుంటారు.
Define differential and common-mode componentsCharacterize sensor source impedance vs frequencyDetermine allowable common-mode voltage rangeRelate sensor specs to amplifier input limitsPlan cabling, shielding, and reference routingపాఠం 10చిన్న డిఫరెన్షియల్ సిగ్నల్ల కోసం టోపాలజీ ఎంపిక: ఇన్స్ట్రుమెంటేషన్ యాంప్లిఫైయర్, డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్, మరియు ఫ్రంట్-ఎండ్ బఫర్తో డిఫరెన్స్-స్టేజ్ — ట్రేడ్-ఆఫ్లు మరియు ఉపయోగ కేసులుఈ విభాగం చిన్న డిఫరెన్షియల్ సిగ్నల్ల కోసం ఇన్స్ట్రుమెంటేషన్ యాంప్లిఫైయర్లు, క్లాసిక్ డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్లు, మరియు ఫ్రంట్-ఎండ్ బఫర్తో డిఫరెన్స్-స్టేజ్లను పోల్చుతుంది. మీరు ప్రతి టోపాలజీలో CMRR, శబ్దం, ఇన్పుట్ రేంజ్, ధర, మరియు లేఅవుట్ సంక్లిష్టతలో ట్రేడ్-ఆఫ్లను నేర్చుకుంటారు.
Review classic differential amplifier stageThree-op-amp instrumentation amplifier useBuffered difference stage with front-end gainCompare CMRR, noise, and input rangeGuidelines for topology selection by sensorపాఠం 11ఆఫ్సెట్ మరియు డ్రిఫ్ట్ బడ్జెటింగ్: ఇన్పుట్ ఆఫ్సెట్, బయాస్ కరెంట్లు, రెసిస్టర్ టాలరెన్స్లు, మరియు థర్మల్ ప్రభావాల నుండి ఆశించిన DC ఎర్రర్ లెక్కించడంఇక్కడ మేము op-amp ఆఫ్సెట్, బయాస్ కరెంట్లు, రెసిస్టర్ మిస్మ్యాచ్, మరియు ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్ను కలిపి క్వాంటిటేటివ్ DC ఎర్రర్ బడ్జెట్ను నిర్మిస్తాము. మీరు ఎర్రర్ పరిమితులను కేటాయించడం, వorst-case మరియు RSS టోటల్లను కంప్యూట్ చేయడం, మరియు వాటిని సెన్సార్ ఖచ్చితత్వానికి సంబంధించడం నేర్చుకుంటారు.
Define DC accuracy and allowable error budgetModel input offset and bias current effectsInclude resistor tolerance and mismatch termsAccount for temperature coefficients and driftCompare worst-case versus RSS error methodsపాఠం 12తక్కువ-లెవల్ సిగ్నల్లలో శబ్ద సోర్సెస్: జాన్సన్ శబ్దం, యాంప్లిఫైయర్ ఇన్పుట్-రిఫర్డ్ శబ్దం, మరియు పర్యావరణ జోక్యంమేము రెసిస్టర్ థర్మల్ శబ్దం, యాంప్లిఫైయర్ ఇన్పుట్ శబ్దం, మరియు పర్యావరణ జోక్యాలను ఉపయోగించి తక్కువ-లెవల్ సెన్సార్ సిగ్నల్లలో శబ్ద సోర్సెస్లను గుర్తించి మొత్తం శబ్దాన్ని మోడలింగ్, బడ్జెటింగ్, మరియు తగ్గించడానికి టెక్నిక్లను పరిచయం చేస్తాము.
Johnson noise of resistors and sensorsOp-amp voltage and current noise modelsInput-referred versus output noise conceptsEnvironmental and interference coupling pathsNoise budgeting and reduction strategiesపాఠం 13ఆశించిన సిమ్యులేషన్ ప్లాట్లు మరియు మాప్లు: ఫ్రీక్వెన్సీకి వ్యతిరేకంగా గెయిన్, ఫేజ్, ఇన్పుట్-రిఫర్డ్ శబ్దం, ఔట్పుట్ శబ్ద స్పెక్ట్రం, 1 kHz సైన్కు ట్రాన్సియెంట్ రెస్పాన్స్, మరియు వorst-case ఆఫ్సెట్ సీనారియోలుఈ విభాగం సిమ్యులేషన్ మరియు బెంచ్ వర్క్ నుండి ఆశించిన కీ ప్లాట్లు మరియు మాప్లను నిర్వచిస్తుంది. మీరు బోడ్ ప్లాట్లు, శబ్ద స్పెక్ట్రా, ట్రాన్సియెంట్ రెస్పాన్స్లు, మరియు ఆఫ్సెట్ స్వీప్లను ఒరిజినల్ స్పెసిఫికేషన్లు మరియు ఎర్రర్ బడ్జెట్లకు కనెక్ట్ చేస్తారు.
Gain and phase versus frequency Bode plotsInput-referred and output noise spectraTransient response to sine and step inputsOffset versus common-mode and temperatureCompare simulated and measured performance