Ders 1Bant genişliği ve kararlılık hesaplama: op-amp GBW'den kapalı döngü bant genişliği, faz marjı hususları ve tazmin teknikleriOp-amp kazanç-bant genişliği ürününden ve geri besleme faktöründen kapalı döngü bant genişliğini türetiriz, ardından faz marjını kararlılık ve geçici yanıta bağlarız. Kapasitif yükler ve yüksek kazançlar için tazmin seçenekleri tasarım yönergeleriyle tanıtılır.
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 temperatureDers 2Pratik bileşen seçimi: op-amp veri sayfalarını bulma ve yorumlama (sensör sınıfı amplifikatör örnekleri)Bu bölüm, sensör koşullandırma için op-amp veri sayfalarını okumayı ve karşılaştırmayı öğretir. Gürültü, ofset, giriş aralığı, besleme seçenekleri ve paketleme üzerine odaklanacaksınız ve parçaları sistem gereksinimlerine karşı hızlıca taramayı öğreneceksiniz.
Identify sensor-grade amplifier familiesInterpret input offset and drift specificationsEvaluate noise, CMRR, and PSRR parametersCheck input and output voltage rangesAssess package, power, and cost constraintsDers 3Amplifikatör bloğu için SPICE simülasyon planı: uyarıcı kaynaklar (diferansiyel sinüs, ortak mod, gürültü kaynakları), AC analizi, geçici, gürültü analizi ve ofset/hata ölçümleriBu bölüm, amplifikatör bloğu için yapılandırılmış bir SPICE planı geliştirir, uyarıcıları, analizleri ve ölçümleri tanımlar. Kazanç, bant genişliği, gürültü, ofset ve ortak mod davranışını PCB yerleşimine geçmeden önce doğrulama öğreneceksiniz.
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 reviewDers 4Giriş empedansı için tasarım: yüksek diferansiyel ve ortak mod giriş empedansı elde etme teknikleriOp-amp giriş yapıları, tampon aşamaları ve direnç seçimleri kullanarak diferansiyel ve ortak mod sinyalleri için yüksek giriş empedansı elde etmeyi inceleriz, bias akımlarını, sızıntı yollarını ve bant genişliği sınırlamalarını kontrol ederken.
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 bandwidthDers 5Tasarım belgelendirme kontrol listesi: PCB devretme için hesaplamaları, varsayımları, parça numaralarını ve marjin analizini listelemeBu bölüm, amplifikatör ve sensör ön uç tasarımları için titiz bir belgelendirme paketi tanımlar, hesaplamaları, varsayımları, parça seçimlerini ve marjinleri yakalar böylece PCB, yerleşim ve test ekipleri devreyi güvenle uygulayabilir ve inceleyebilir.
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 criteriaDers 6Op-amp ana parametreleri ve seçim süreci: giriş gürültü yoğunluğu, giriş bias akımı, giriş ofseti, GBW, slew rate, CMRR, PSRR ve besleme aralığıKüçük sinyal sensör arayüzleri için kritik op-amp parametrelerini gözden geçirir ve tekrarlanabilir bir seçim süreci oluştururuz. Gürültü yoğunluğu, bias akımı, GBW, slew rate, CMRR, PSRR ve besleme aralığına uygulama ihtiyaçlarına göre vurgu yapılır.
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 checklistDers 7Diferansiyel amplifikatörler ve enstrümantasyon amp'lar için direnç ağları ve kazanç hesaplama: kazanç denklemlerini türetme ve yükleme etkileriKlasik diferansiyel ve enstrümantasyon amplifikatör topolojileri için kazanç denklemlerini türetiriz, direnç ağı kısıtlamalarını ve yüklemeyi dahil eder. Eşleştirme, CMRR ve sensör ile ADC empedanslarının etkili kazancı nasıl değiştirdiği üzerine vurgu yapılır.
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 ratingsDers 8Amplifikatör hedef spesifikasyonlarını ayarlama: kazanç, bant genişliği, giriş empedansı, ofset, sürüklenme ve gürültü bütçesiBu bölüm, sistem düzeyinde sensör gereksinimlerini amplifikatör hedeflerine dönüştürmeyi gösterir: kazanç, bant genişliği, giriş empedansı, ofset, sürüklenme ve gürültü bütçesi. Topoloji ve parça seçimlerini yönlendirmek için özlü bir spesifikasyon tablosu oluşturacaksınız.
Translate sensor and ADC requirementsDefine gain, bandwidth, and headroom limitsSet input impedance and loading constraintsAllocate offset and drift performance goalsCreate a formal amplifier spec tableDers 9Diferansiyel sensör sinyallerini anlama: kaynak empedansı, ortak mod ve diferansiyel mod kavramlarıBu bölüm, diferansiyel sensör davranışını açıklar, kaynak empedansı, ortak mod seviyesi ve diferansiyel sinyal aralığını içerir. Bu parametrelerin gürültü, yükleme ve amplifikatör topolojisi ile referans şeması seçimini nasıl etkilediğini öğreneceksiniz.
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 routingDers 10Küçük diferansiyel sinyaller için topoloji seçimi: enstrümantasyon amplifikatörü, diferansiyel amplifikatör ve ön uç tamponlu fark aşaması — takaslar ve kullanım durumlarıBu bölüm, küçük diferansiyel sinyaller için enstrümantasyon amplifikatörlerini, klasik diferansiyel amplifikatörleri ve ön uç tamponlu fark aşamalarını karşılaştırır. Her topoloji için CMRR, gürültü, giriş aralığı, maliyet ve yerleşim karmaşıklığındaki takasları öğreneceksiniz.
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 sensorDers 11Ofset ve sürüklenme bütçeleme: giriş ofseti, bias akımları, direnç toleransları ve termal etkilerden beklenen DC hatasını hesaplamaBurada op-amp ofseti, bias akımları, direnç uyumsuzluğu ve sıcaklık sürüklenmesini birleştiren niceliksel bir DC hata bütçesi oluştururuz. Hata limitlerini tahsis etmeyi, en kötü durum ve RSS toplamlarını hesaplamayı ve bunları sensör doğruluğuna bağlamayı öğreneceksiniz.
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 methodsDers 12Düşük seviyeli sinyallerde gürültü kaynakları: Johnson gürültüsü, amplifikatör girişe refere gürültüsü ve çevresel girişimDüşük seviyeli sensör sinyallerinde gürültü kaynaklarını tanımlar ve nicelikleştiririz, direnç termal gürültüsü, amplifikatör giriş gürültüsü ve çevresel girişim dahil. Modelleme, bütçeleme ve toplam gürültüyü azaltma teknikleri tanıtılır.
Johnson noise of resistors and sensorsOp-amp voltage and current noise modelsInput-referred versus output noise conceptsEnvironmental and interference coupling pathsNoise budgeting and reduction strategiesDers 13Beklenen simülasyon grafikleri ve ölçümleri: frekansa göre kazanç, faz, girişe refere gürültü, çıkış gürültü spektrumu, 1 kHz sinüse geçici yanıt ve en kötü durum ofset senaryolarıBu bölüm, simülasyon ve tezgah çalışmalarından beklenen ana grafikleri ve ölçümleri tanımlar. Bode grafiklerini, gürültü spektrumlarını, geçici yanıtları ve ofset taramalarını orijinal spesifikasyonlara ve hata bütçelerine bağlayacaksınız.
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
