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¿Qué significa Ganancia cuando LTSpice traza Ganancia vs Frecuencia en análisis AC?

Estoy tratando de simular la respuesta en frecuencia de un amplificador de transimpedancia en LTspice, con una entrada de fuente de corriente, como se muestra a continuación:

introducir descripción de la imagen aquí

Mi pregunta es, al hacer un análisis de AC, ¿la ganancia que LTspice traza es la ganancia de voltaje (como en el voltaje de salida por el voltaje en el nodo de entrada)? ¿O traza la ganancia de transimpedancia? (voltaje de salida por corriente de entrada) ya que mi entrada es una fuente de corriente. En caso de que sea lo primero, ¿hay alguna manera de trazar la ganancia de transimpedancia vs frecuencia en LTspice? introducir descripción de la imagen aquí

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GodJihyo Puntos 153

Cuando realizas un análisis de corriente alterna y luego mides el voltaje en un punto, el resultado será un gráfico del voltaje en ese punto vs. la frecuencia. El gráfico predeterminado está en decibelios referenciado a 1 V, por lo que si hay 1 V en el punto que mides, mostrará 0 dB. Si hay 2 V en el punto que mides, mostrará $$ 20\cdot log(2~V) = 6.02~dBV $$

Si trazas una corriente hará lo mismo, excepto que los resultados en decibelios estarán referenciados a 1 A.

Cambiar el eje vertical (haz clic derecho en la escala izquierda del gráfico) configurando de decibelios a lineal o logarítmico trazará el voltaje directamente, por lo que 1 V se trazará como 1 V.

El voltaje en un punto dependerá de la amplitud de corriente alterna de la señal pequeña de la fuente de voltaje o corriente. Normalmente lo estableces en 1 para que los resultados estén referenciados a la señal de entrada y puedas leer la ganancia directamente en dB o como un multiplicador. Por ejemplo, si estableces la amplitud de corriente alterna en 1 en la entrada de un amplificador con una ganancia de 20, el gráfico mostrará $$ 20\cdot log(1~V\cdot 20) = 26.02~dBV $$ o 20 si la escala vertical está configurada en logarítmico o lineal.

Si estableces la amplitud en algo diferente a 1, tendrás que tenerlo en cuenta en tus resultados, por ejemplo, establecerlo en 2 multiplicará el resultado por 2, por lo que un amplificador con una ganancia de 20 mostraría ahora $$ 20\cdot log(2~V\cdot 20) = 32.04~dBV $$ o 40 si la escala vertical está configurada en logarítmico o lineal.

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ianb Puntos 659

Suponiendo que el nodo V(n005) es la salida, es decir, el nodo en el terminal del lado derecho del resistor de 10 kΩ (R2), se puede hacer un poco de progreso: -

  • El nivel de corriente de tu señal de CA está definido como 10 μA (AC 10u)
  • La ganancia de baja frecuencia de un TIA es el resistor de realimentación R2
  • La ganancia es voltios por amperio para un TIA
  • 10 μA × 10 kΩ = 0.1 voltios
  • En términos de dB (dB volts para ser precisos) eso es -20 dB

A frecuencias más altas, la ganancia se deteriorará pero parece que tu gráfica satisfaría mis reflexiones anteriores.

Mi pregunta es cuándo se hace el análisis de corriente alterna, ¿la ganancia que LTspice traza es la ganancia de voltaje?

Trama el voltaje de salida para las fuentes de entrada de CA dadas. Tu única fuente de CA definida es 10 μA (Iin1).

¿o traza la ganancia de transimpedancia?

Está trazando la ganancia de transimpedancia (en esta ocasión) (porque tu única fuente de CA es corriente) pero debes tener en cuenta que la verdadera gráfica es el voltaje de salida y trazará ese voltaje en presencia de varias fuentes de CA (lo que puede llevar a confusión si no estás atento). Solo tienes 1 fuente de CA así que, en esta ocasión es claro.

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Jeff Loughridge Puntos 682

¿La ganancia que LTspice traza, es ganancia de voltaje?

Trataste el voltaje del neto N005. Mira la expresión de la gráfica: Es V(n005). Así que LTspice traza la medición en dB:

$$ \mathrm{V_{dB}=20 \log (V(N005))} $$

Por ejemplo, si la amplitud del voltaje medido en ese nodo es de aproximadamente 700μV, verás alrededor de -62 dB.

La gráfica de fase es la diferencia de fase entre el voltaje en N005 y la señal de referencia que es la fuente de corriente (tiene el comando AC en la definición, así que es la referencia).

¿Hay alguna manera de trazar la ganancia de transimpedancia vs frecuencia en LTSpice?

Cambia la expresión de la gráfica a lo que quieras, por ejemplo V(N005)/I(Iin1) haciendo clic derecho en el nombre de la gráfica en la ventana de la gráfica e introduciendo la expresión manualmente.


NOTA: Estás utilizando el modelo NMOS de 4 pines (nmos4) y dejaste el pin del sustrato sin conexión. El modelo de 4 pines no debe utilizarse de esa manera. O utiliza el modelo nmos o, si insistes en el modelo nmos4, conecta el sustrato a algún lugar adecuado.

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