Op-amp đạt được băng thông sản phẩm

Tôi đã có câu hỏi này trong một thời gian.

Giả sử bạn có một op-amp hoàn hảo khác với sản phẩm băng thông khuếch đại 5 MHz. Bạn nhập tín hiệu 50mVp-p và khuếch đại tín hiệu lên gấp 10 lần. Điều này giới hạn băng thông của bạn đến 500 kHz. Bây giờ, giả sử bạn xếp chồng op-amp khác trên đầu ra và định cấu hình đó là bộ khuếch đại 10 x. Băng thông tổng thể của bạn là 500 kHz nhưng bạn đã khuếch đại 100 lần, vì vậy GBWP của bạn là 50 MHz. Đâu là lỗ hổng trong logic này?

Logic của bạn là âm thanh. Nhiều opamp hơn có nghĩa là tăng thêm cho một băng thông nhất định.

Op-amps được bù được tạo ra với một cực chi phối duy nhất nên sản phẩm khuếch đại / băng thông là không đổi. Nếu điều này không hoạt động cho ứng dụng của bạn, hãy sử dụng amp mất bù và tự thực hiện mạng bù.

Sản phẩm băng thông khuếch đại chỉ có ý nghĩa với một op-amp: khi bạn nhân hệ số khuếch đại và băng thông, bạn sẽ nhận được một hằng số do cách op-amp được bù bên trong.

Khi bạn có nhiều hơn một giai đoạn, mức tăng tổng thể nhân với băng thông tổng thể là không đổi, do đó, một sản phẩm băng thông khuếch đại tổng thể không có ý nghĩa gì.

Nhưng phân tích của bạn về mức tăng tổng thể và băng thông tổng thể là chính xác, hoặc ít nhất là chính xác: nó sẽ không phải là 500kHz, nó sẽ ít hơn một chút. Băng thông thường được đo theo điểm -3db, do đó, khi bạn ghép hai tầng, bạn nhận được -6dB tại 500kHz, và do đó, điểm -3dB nằm ở đâu đó dưới mức đó, có thể là trong phạm vi 400-450kHz.

Tôi sẽ ở thiên đường op amp nếu điều đó là sự thật. Xin lỗi, nhưng các câu trả lời khác đều sai. Bạn không thể nhân bội số của các ampe kế (và các giai đoạn khuếch đại nói chung) vì mức tăng của op amp là một tại GBP được chỉ định.

Băng thông thực tế của các bộ khuếch đại xếp tầng bị giới hạn bởi bộ khuếch đại có băng thông nhỏ nhất. (Và nó không phải là người có GBP nhỏ nhất.)

Trân trọng

Khi bạn có một amp op đơn, bạn sẽ có một cực duy nhất ở tần số ngắt và điện áp đầu ra sẽ tắt ở mức 6dB / quãng tám, nhưng khi bạn có hai ampe kế, bạn có hai cực ở tần số ngắt (tần số ngắt của một op amp đơn, mà chúng tôi giả sử là giống nhau cho cả hai ampe kế) và do đó điện áp đầu ra sẽ cuộn ở mức 12dB / quãng tám (vì các chức năng truyền được nhân lên), có nghĩa là hệ thống sẽ đạt được tần số ngắt tổng thể sớm hơn ( như được nhìn thấy từ điểm mà nó bắt đầu lăn ra) hơn là với một amp op duy nhất.

Chính xác hơn là tại f3dB_overall = f3db * sqrt (2 ^ (1/2) - 1) ~ = 0.64fd3B, trong đó f3dB là tần số ngắt chung cho từng op amp riêng lẻ.

Tổng quát hơn, đối với n tầng op op, f3dB_overall = f3db * sqrt (2 ^ (1 / n) - 1).

Ngoài ra, như markrages chỉ ra, để giải quyết vấn đề này, bạn có thể sử dụng các ampe kế không bù và thêm tụ bù vào toàn bộ tầng một mình.

Tôi sẽ cố gắng trả lời để trả lời một cách đơn giản. Khi chúng ta xếp tầng vào các hệ thống, mức tăng của nó sẽ được nhân lên trong miền tần số. Giả sử rằng mức tăng tối đa của hệ thống là 1. Vậy tần số 3db của nó là '.707'. Hãy gọi tần số này là F 'là tần số cắt của hệ thống.

Hãy kiểm tra giá trị của mức tăng tại F 'cho hệ thống xếp tầng. Đây là nó được thú vị. Đối với hệ thống xếp tầng, mức tăng tại F 'sẽ là .707 × .707 = 0.499. Vì vậy, F 'không phải là tần số cắt của hệ thống xếp tầng. Do đó, tần số cắt mới được dịch chuyển từ giá trị cũ và băng thông mới sẽ thấp hơn tần số trước đó. Tôi đã cố gắng minh họa điều này trong bản vẽ trên. Hy vọng bạn sẽ nhận được quan điểm của tôi.

Logic của bạn là hoàn hảo chính xác! đầu ra cũng vậy. Điều duy nhất bạn cần nhớ là khi xếp tầng, mức tăng nhân lên nhưng không phải là đáp ứng tần số. Vì vậy, trong trường hợp của bạn, băng thông khuếch đại của cả hai op-amps xếp tầng sẽ là tần số gain1 * gain2 * (nhỏ nhất trong hai)

vì vậy câu trả lời sẽ là 10 * 10 * 500khz = 50 MHz là hoàn toàn chính xác.

Bạn sẽ không nhận được nhiều băng thông hơn bằng cách xếp tầng các ampe này. Hãy nhớ rằng, có một giới hạn thấp thoáng là 5Mhz. Bạn chỉ cần nhận được nhiều hơn băng thông 5Mhz hiện tại với mức tăng nhất định.

Vẫn có một sự tăng giảm để đạt được sự thống nhất ở cùng một tần số, nhưng việc triển khai đó nhanh hơn, tương tự như cách bạn có được các lần cuộn nhanh hơn khi bạn thêm nhiều cực vào bộ lọc. Vì vậy, nó giống như bạn đang có được một xấp xỉ tốt hơn của một "bức tường gạch".

Ở tần số mà mức tăng của vòng lặp mở là thống nhất, bạn không thể nhận được bất kỳ mức tăng nào nữa bằng cách xếp tầng các bộ khuếch đại. Ngoài tần số đó, nơi có ít hơn mức tăng đơn nhất, bạn sẽ có được mức tăng ít hơn bằng cách xếp tầng các ampe.