연산 증폭기 이득 대역폭 제품

나는이 질문을 잠시 동안했다.

5MHz의 이득 대역폭 곱을 가진 완벽한 연산 증폭기가 있다고 가정하십시오. 50mVp-p의 신호를 입력하고 10 배 증폭하십시오. 이것은 대역폭을 500kHz로 제한합니다. 이제 출력에 다른 연산 증폭기를 쌓아 10x 증폭기로 구성한다고 가정 해보십시오. 전체 대역폭은 500kHz이지만 100 배로 증폭되었으므로 GBWP는 50MHz입니다. 이 논리의 결함은 어디에 있습니까?

당신의 논리는 건전합니다. 더 많은 opamp는 주어진 대역폭에 대해 더 많은 이득을 의미합니다.

보상 된 연산 증폭기는 단일 지배 극으로 만들어 지므로 이득 / 대역폭 제품은 일정합니다. 이것이 응용 프로그램에서 작동하지 않으면 보상되지 않은 앰프를 사용하고 보상 네트워크를 직접 수행하십시오.

게인 대역폭 제품은 하나의 연산 증폭기에만 의미가 있습니다. 게인과 대역폭을 곱하면 연산 증폭기가 내부적으로 보상되는 방식으로 인해 일정하게 유지됩니다.

스테이지가 두 개 이상인 경우 전체 대역폭의 전체 게인 시간이 일정하지 않으므로 전체 게인 대역폭 제품에는 의미가 없습니다.

그러나 전체 게인 및 전체 대역폭에 대한 분석은 정확하거나 적어도 대부분 정확합니다. 500kHz가 아니라 약간 작습니다. 대역폭은 일반적으로 -3db 포인트로 측정되므로 두 단계를 캐스케이드 할 때 500kHz에서 -6dB를 얻으므로 -3dB 포인트는 아마도 400-450kHz 범위에서 그보다 낮습니다.

그것이 사실이라면 나는 op amp 천국에있을 것입니다. 죄송하지만 다른 답변은 모두 잘못되었습니다. 연산 증폭기의 게인이 지정된 GBP에서 1이므로 GBP의 연산 증폭기 (및 일반적으로 증폭기 단계)를 곱할 수 없습니다.

캐스케이드 앰프의 실제 대역폭은 대역폭이 가장 작은 앰프에 의해 제한됩니다. (그리고 GBP가 가장 작은 것일 필요는 없습니다.)

문안 인사

단일 연산 증폭기가있는 경우 브레이크 주파수에서 단일 극이 발생하고 출력 전압이 6dB / 옥타브에서 롤오프되지만, 연산 증폭기가 두 개인 경우 브레이크 주파수에서 극이 2 개 있습니다 (파단 주파수) 우리가 두 연산 증폭기 모두에 대해 동일하다고 가정 한 단일 연산 증폭기의 출력 전압은 12dB / 옥타브 (롤링 기능이 곱하기 때문에)에서 롤링됩니다. 이는 시스템이 전체 브레이크 주파수에 더 빨리 도달한다는 것을 의미합니다 ( 단일 연산 증폭기를 사용하는 것보다 롤오프가 시작되는 시점에서 볼 수 있습니다.

보다 정확하게 f3dB_overall = f3db * sqrt (2 ^ (1/2)-1) ~ = 0.64fd3B에서 f3dB는 각 개별 연산 증폭기의 공통 차단 주파수입니다.

보다 일반적으로, n 개의 캐스케이드 연산 증폭기의 경우, f3dB_overall = f3db * sqrt (2 ^ (1 / n)-1).

또한 문제가 지적 되었 듯이이 문제를 해결하기 위해 보상되지 않은 연산 증폭기를 사용하고 전체 캐스케이드에 직접 보상 커패시터를 추가 할 수 있습니다.

간단한 방법으로 답변을 드리겠습니다. 시스템에 캐스케이드 연결하면 주파수 영역에서 게인이 곱해집니다. 시스템의 최대 게인이 1이라고 가정하면 3db 주파수는 '.707'입니다. 이 주파수 F '를 시스템의 차단 주파수라고합니다.

계단식 시스템의 F '에서 게인 값을 확인하십시오. 이것은 재미있어졌다. 계단식 시스템의 경우 F '에서의 이득은 .707 × .707 = 0.499입니다. 따라서 F '는 계단식 시스템의 차단 주파수가 아닙니다. 따라서 새로운 차단 주파수가 이전 값에서 이동하여 새로운 대역폭이 이전 값보다 낮아집니다. 나는 위의 그림에서 이것을 설명하려고 노력했다. 당신이 내 요점을 얻을 수 있기를 바랍니다.

당신의 논리는 완벽합니다! 출력도 마찬가지입니다. 기억해야 할 것은 게인을 캐스케이드 할 때 주파수 응답이 아니라는 것입니다. 따라서 귀하의 경우 계단식으로 연결된 두 op 앰프의 이득 대역폭은 gain1 * gain2 * frequency (둘 중 가장 작은 것)입니다

따라서 정답은 10 * 10 * 500khz = 50MHz입니다.

이 앰프를 계단식으로 연결하여 더 많은 대역폭을 확보하지 못합니다. 5Mhz의 한계가 있음을 기억하십시오. 주어진 이득으로 기존 5Mhz 대역폭을 더 많이 얻을 수 있습니다.

동일한 주파수에서 단일 게인의 롤오프가 여전히 존재하지만 필터에 더 많은 극을 추가 할 때 더 빠른 롤오프를 얻는 방법과 유사하게 롤오프가 더 빠릅니다. 마치 "벽돌 벽"에 대한 더 나은 근사치를 얻는 것과 같습니다.

개방 루프 게인이 단일 주파수에서는 증폭기를 계단식으로 연결하여 더 이상 게인을 얻을 수 없습니다. 단일 게인보다 적은 주파수를 넘어 서면 캐스케이드 앰프를 통해 게인 이 줄어 듭니다 .