Продукт усиления полосы пропускания операционного усилителя

У меня был этот вопрос некоторое время.

Предположим, у вас есть идеальный операционный усилитель с полосой усиления 5 МГц. Вы вводите сигнал 50mVp-p и усиливаете его в 10 раз. Это ограничивает вашу полосу пропускания до 500 кГц. Теперь, скажем, вы устанавливаете на выходе другой операционный усилитель и настраиваете его как 10-кратный усилитель. Ваша общая полоса пропускания составляет 500 кГц, но вы усилили ее в 100 раз, поэтому ваш GBWP составляет 50 МГц. Где недостаток в этой логике?

Твоя логика здорова. Больше операционных усилителей означает больший выигрыш для данной полосы пропускания.

Компенсированные операционные усилители изготавливаются с одним доминирующим полюсом, поэтому произведение коэффициента усиления / полосы пропускания является постоянным. Если это не работает для вашего приложения, используйте декомпенсированный усилитель и выполните компенсационную сеть самостоятельно.

Значение «Усиление полосы пропускания» имеет значение только для одного операционного усилителя: при умножении коэффициента усиления и пропускной способности вы получаете постоянную из-за способа внутренней компенсации операционного усилителя.

Если у вас более одного этапа, общее время усиления общей полосы пропускания не является постоянным, поэтому общий продукт усиления полосы пропускания не имеет смысла.

Но ваш анализ общего усиления и общей полосы пропускания правильный или, по крайней мере, в основном правильный: он не будет 500 кГц, он будет немного меньше. Ширина полосы обычно измеряется в точке -3 дБ, поэтому, когда вы каскадируете две ступени, вы получаете -6 дБ при 500 кГц, и, следовательно, точка -3 дБ находится где-то ниже этого уровня, вероятно, в диапазоне 400–450 кГц.

Я был бы на небесах ОУ, если бы это было правдой. Извините, но другие ответы неверны. Вы не можете умножить операционные усилители GBP (и каскады усилителя в целом), поскольку коэффициент усиления операционного усилителя равен единице при указанном GBP.

Фактическая полоса пропускания каскадных усилителей ограничена усилителем с наименьшей полосой пропускания. (И это не обязательно должен быть самый маленький фунт стерлингов.)

С уважением

Если у вас один операционный усилитель, у вас будет один полюс на частоте прерывания, а выходное напряжение будет снижаться до 6 дБ / октава, но если у вас два операционных усилителя, у вас будет два полюса на частоте прерывания (частоте прерывания). одного операционного усилителя, который, как мы предполагали, одинаков для обоих операционных усилителей), и, следовательно, выходное напряжение будет катиться со скоростью 12 дБ / октава (поскольку передаточные функции умножены), что означает, что система быстрее достигнет своей общей частоты прерывания ( как видно из точки, с которой он начинает скатываться), чем с одним операционным усилителем.

Точнее, при f3dB_overall = f3db * sqrt (2 ^ (1/2) - 1) ~ = 0,64fd3B, где f3dB - общая частота прерывания для каждого отдельного операционного усилителя.

В более общем случае для n каскадных операционных усилителей f3dB_overall = f3db * sqrt (2 ^ (1 / n) - 1).

Кроме того, как отмечает Маркрагес, чтобы обойти эту проблему, вы можете использовать некомпенсированные операционные усилители и самостоятельно добавить компенсационный конденсатор по всему каскаду.

Я постараюсь ответить, чтобы ответить простым способом. Когда мы каскадируемся к системам, его усиление будет умножаться в частотной области. Предположим, что максимальное усиление системы равно 1. Таким образом, его частота в 3 дБ равна «0,707». Давайте назовем эту частоту F ', которая является частотой среза системы.

Давайте проверим значение усиления в F 'для каскадной системы. Это было бы интересно. Для каскадной системы усиление при F 'будет 0,707 × 0,707 = 0,499. Таким образом, F 'не является частотой среза каскадной системы. Таким образом, новые частоты отсечки сместятся от старого значения, и новая ширина полосы будет ниже, чем предыдущая. Я попытался проиллюстрировать это на рисунке выше. Надеюсь, вы поймете мою точку зрения.

Ваша логика совершенно верна! так и выход. Единственное, что вы должны помнить, это то, что при каскадном усилении умножается, но не частотная характеристика. Таким образом, в вашем случае полоса усиления обоих каскадных операционных усилителей будет равна кратности усилений 1 * усиление 2 * (наименьшее из двух значений)

поэтому ответ будет 10 * 10 * 500 кГц = 50 МГц, что совершенно правильно.

Вы не получаете больше пропускной способности, каскадируя эти усилители. Помните, есть надвигающееся ограничение 5 МГц. Вы просто получаете больше существующей полосы пропускания 5 МГц при данном усилении.

На той же частоте все еще наблюдается спад усиления до единицы, но этот спад происходит быстрее, аналогично тому, как вы получаете спад при увеличении числа полюсов в фильтре. Таким образом, вы получаете лучшее приближение к "кирпичной стене".

На частоте, где усиление в разомкнутом контуре равно единице, вы не можете получить больше усиления, каскадируя усилители. Помимо частоты, когда усиление меньше единицы, вы получаете меньшее усиление, каскадируя усилители.