Băng thông đạt được sự thống nhất dự kiến ​​và thực tế LM324N

Tôi có một LM324N được cấu hình như một người theo dõi điện áp đạt được sự thống nhất. Việc cung cấp năng lượng đường ray chia +/- 4.5V được cung cấp bằng pin AA. Tôi biết rằng opamp tốt hơn tồn tại, nhưng điều này chỉ dành cho mục đích nghiên cứu.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Là một bài tập trong phòng thí nghiệm, tôi đang kiểm tra hiệu suất của mạch ở các tần số đầu vào khác nhau trong khi duy trì điện áp đầu vào không đổi (sóng hình sin 2V). Mạch thử nghiệm được hàn lên bảng tạo mẫu với các dấu vết ngắn.

Ở tần số thấp (ví dụ 10kHz), tín hiệu đầu ra bám sát tín hiệu đầu vào. Tuy nhiên, ở 60kHz, tín hiệu đầu ra bị méo (gần giống với dạng sóng tam giác) và có biên độ xấp xỉ 70% tín hiệu đầu vào. Ở mức 1 MHz, đầu ra có biên độ 0,1V.

Đọc biểu dữ liệu, tôi hiểu LM324N có Sản phẩm băng thông tăng (GBP) là 1 MHz, điều này cho tôi thấy rằng tôi không nên mong đợi sự suy giảm đáng kể của tín hiệu chỉ ở mức 60kHz. Một GBP 1 MHz cho thấy băng thông lý tưởng là 1 MHz với mức tăng thống nhất. Điều này thực sự có thể đạt được và / hoặc tôi đã làm điều gì sai?

Sản phẩm băng thông đạt được là một đặc điểm kỹ thuật tín hiệu nhỏ . Nó chỉ áp dụng cho các tín hiệu mà theo đó mạch op-amp vẫn ở chế độ tuyến tính. Đó là theo thứ tự 100mV trở xuống cho giai đoạn đầu vào vi sai thông thường.

Với tần số 2V tương đối cao, bạn đang áp dụng chế độ tín hiệu lớn, trong đó các hiệu ứng phi tuyến tính được ưu tiên. Thông số kỹ thuật áp dụng trong chế độ đó là tốc độ xoay của bộ khuếch đại.

Giới hạn tốc độ xoay được gây ra bởi tốc độ dòng điện thiên vị bên trong có thể sạc điện dung (bù) bên trong nhanh như thế nào.

LM324 có tốc độ quay đầu ra tối đa 0,5V / giây, do đó, nó sẽ không thể tái tạo chính xác một sóng hình sin biên độ 2V nhiều hơn khoảng:$\mu$

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

Để xem trực tiếp mức tăng dải tần, bạn có thể giảm biên độ tín hiệu xuống khoảng 50mV.