Ожидаемая и фактическая единичная полоса усиления LM324N

У меня есть LM324N, настроенный как последователь напряжения единого усиления. Источник питания с разделенной шиной +/- 4,5 В обеспечивается от батарей типа АА. Я знаю, что существуют лучшие операционные усилители, но это только для учебных целей.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

В качестве лабораторного упражнения я проверяю работоспособность схемы на различных входных частотах, поддерживая постоянное входное напряжение (синусоида 2 В). Тестовая схема припаяна на макетную плату с короткими следами.

На низких частотах (например, 10 кГц) выходной сигнал близко следует за входным сигналом. Однако при 60 кГц выходной сигнал искажается (очень напоминает форму треугольной волны) и имеет амплитуду примерно 70% от входного сигнала. При частоте 1 МГц выход имеет амплитуду 0,1 В.

Читая таблицу данных, я понимаю, что LM324N имеет продукт полосы пропускания усиления (GBP), равный 1 МГц, что наводит меня на мысль, что мне не следует ожидать значительного ослабления сигнала только при 60 кГц. Значение GBP в 1 МГц предполагает идеальную полосу пропускания в 1 МГц с коэффициентом усиления, равным единице. Это действительно достижимо и / или я сделал что-то не так?

Продукт с широкой полосой пропускания - это небольшая характеристика сигнала . Это относится только к сигналам, при которых схема операционного усилителя остается в линейном режиме. Это порядка 100 мВ или менее для обычной дифференциальной входной ступени.

При относительно высокой частоте 2 В, которую вы применяете, вы находитесь в режиме большого сигнала, в котором нелинейные эффекты имеют преимущество. Спецификация, которая применяется в этом режиме, является скоростью нарастания усилителя.

Ограничения скорости нарастания вызваны тем, насколько быстро внутренние токи смещения способны заряжать внутренние (компенсационные) емкости.

$\mu$

$f_{SR} = \frac{0.5\cdot10^6}{2\cdot\pi\cdot2} \approx 40kHz$

Чтобы увидеть единичную полосу усиления напрямую, вы можете уменьшить амплитуду вашего сигнала до, возможно, 50 мВ.