Продукт пропускної здатності посилення Op-amp

У мене це питання було певний час.

Припустимо, у вас інакше ідеальний підсилювач із продуктом пропускної здатності 5 МГц. Ви вводите сигнал 50mVp-p і підсилюєте його на 10x. Це обмежує вашу пропускну здатність до 500 кГц. Тепер, скажімо, ви стекаєте інший підсилювач на виході і налаштовуєте його як 10-кратний підсилювач. Ваша загальна пропускна здатність становить 500 кГц, але ви посилилися на 100 разів, тому ваш GBWP становить 50 МГц. Де вада в цій логіці?

Ваша логіка - це звук. Більше opamps означає більший приріст для заданої пропускної здатності.

Компенсовані підсилювачі виконані з одним домінуючим полюсом, тому продукт посилення / пропускної здатності є постійним. Якщо це не працює для вашої програми, використовуйте декомпенсований підсилювач і виконайте компенсаційну мережу самостійно.

Продукт посилення пропускної здатності має лише значення w / r / t на один оп-підсилювач: коли ви примножуєте коефіцієнт посилення та пропускної здатності, ви отримуєте константу через те, як внутрішня компенсація підсилювача.

Якщо у вас є більше одного етапу, загальний коефіцієнт посилення в рази загальний пропускної здатності не є постійним, тому загальний продукт посилення пропускної здатності не має значення.

Але ваш аналіз загального коефіцієнта підсилення та загальної пропускної здатності є правильним або, принаймні, здебільшого правильним: це не було б 500 кГц, було б трохи менше. Ширина смуги частот вимірюється в точці -3 дБ, тому при каскаді двох етапів ви отримуєте -6 дБ на 500 кГц, і тому точка -3 дБ дещо нижче, можливо, в діапазоні 400-450 кГц.

Я був би в небесному підсилювачі, якби це було правдою. Вибачте, але інші відповіді помилкові. Ви не можете перемножувати ГПП на підсилювачі (і на етапах підсилювача взагалі), тому що коефіцієнт посилення підсилювача є одним на вказаному GBP.

Фактична пропускна здатність каскадних підсилювачів обмежена підсилювачем з найменшою пропускною здатністю. (І не обов’язково бути тим, хто має найменший GBP.)

З повагою

Якщо у вас є один підсилювач, у вас буде один полюс на частоті розриву, і вихідна напруга згортатиметься на 6 дБ / октаву, але коли у вас є два ампер-ампера, у вас є два полюси на частоті розриву (частота перерви одноопераційного підсилювача, який, як ми вважали, є однаковим для обох підсилювачів), і вихідна напруга таким чином буде котитися на рівні 12 дБ / октава (оскільки функції передачі примножені), що означає, що система швидше досягне загальної частоти розриву ( як видно з того моменту, коли воно починає котитися), ніж дотепний підсилювач.

Точніше, при f3dB_overall = f3db * sqrt (2 ^ (1/2) - 1) ~ = 0.64fd3B, де f3dB є загальною частотою розриву для кожного окремого підсилювача.

Більш загально, для n каскадних підсилювачів підсилювача f3dB_overall = f3db * sqrt (2 ^ (1 / n) - 1).

Крім того, як відмічають маркери, для вирішення цієї проблеми ви можете використовувати некомпенсовані підсилювачі та додати компенсаторний конденсатор на весь каскад самостійно.

Я спробую відповісти, щоб відповісти простим способом. Коли ми зробимо каскад до систем, його посилення буде примножено в частотній області. Припустимо, що максимальний коефіцієнт посилення системи дорівнює 1. Отже, його частота 3db дорівнює «.707». Назвемо цю частоту F ', яка є частотою обрізання системи.

Перевіримо значення коефіцієнта посилення при F 'для каскадної системи. Це було цікаво. Для каскадної системи коефіцієнт посилення при F 'становитиме .707 × .707 = 0,499. Отже F '- не частота відсікання каскадної системи. Таким чином, нові частоти відсічення зміщуються від старого значення, а нова пропускна здатність буде нижчою за попередню. Я спробував проілюструвати це на малюнку вище. Сподіваюся, ви зрозумієте мою думку.

Ваша логіка ідеально правильна! таким є вихід. Єдине, що вам слід запам’ятати, це те, що при каскадному посиленні множиться, а не частотна характеристика. Тож у вашому випадку пропускна здатність коефіцієнта посилення обох підсилювачів, які каскадували, буде частотою посилення1 * посилення2 * (найменший з двох)

тому відповідь буде 10 * 10 * 500 кГц = 50 МГц, що цілком правильно.

Ви не отримуєте більшої пропускної здатності, каскадуючи ці ампери. Пам’ятайте, існує маячне обмеження 5 МГц. Ви просто отримаєте більше існуючої пропускної здатності 5 МГц при заданому посиленні.

Все ще існує згортання виграшу на одиницю з однаковою частотою, але це згортання швидше, аналогічно тому, як ви отримуєте швидше згортання, оскільки додаєте більше полюсів до фільтра. Тож все одно, що ти набуваєш кращого наближення "цегляної стіни".

На частоті, коли коефіцієнт підсилення відкритого циклу дорівнює єдності, ви більше не можете отримати каскад підсилювачів. Крім тієї частоти, де виграш є меншим, ніж виграш на одиницю, ви отримуєте менший виграш, каскадуючи ампер.