El og elektronik

Beregner for operationsforstærkerens båndbredde og ændringshastighed

Anslå båndbredde, nødvendig ændringshastighed for sinus og grænser for amplitude eller frekvens.

Dine værdier

Dine resultater

Anslået småsignalbåndbredde: —

Støjforstærkning: —

Nødvendig ændringshastighed: —

Sinusfrekvens begrænset af ændringshastighed: —

Maksimal amplitude begrænset af ændringshastighed: —

Anslået reduktion i forstærkning: —

Responskurve

Kurven viser båndbreddemodellen. Den stiplede fSR-linje markerer ændringsgrænsen for angivet amplitude; den simulerer ikke forvrængning.

FormelBW ≈ GBW / NG

Kontrollér operationsforstærkerens båndbredde og sinuskurvens krav til spændingsændringshastighed

Sammenlign en forstærkers modellerede småsignalbåndbredde med den spændingsændringshastighed, der kræves til en ønsket sinuskurve på udgangen. Båndbreddeestimatet bruger en enpolet tilnærmelse for spændingstilbagekobling og kredsens støjforstærkning. Beregningerne af spændingsændringshastighed bruger udgangsamplitude og frekvens uafhængigt af hinanden. Værktøjet simulerer ikke forvrængning, verificerer ikke stabilitet og kontrollerer ikke indgangsområde, udgangens spændingsområde, forsyningsspænding eller belastning for en bestemt komponent.

Trin for trin

Vælg inverterende eller ikke-inverterende drift, og indtast signalforstærkningens absolutværdi. Indtast en positiv absolutværdi for inverterende forstærkning; ikke-inverterende forstærkning skal være mindst 1. Angiv forstærkning–båndbreddeproduktet i MHz og spændingsændringshastigheden i V/µs fra de relevante driftsforhold for komponenten.
Indtast frekvens i kHz og den ønskede udgangsamplitude. Vælg Vpk, Vpp eller Vrms til at beskrive amplituden. Amplituden tilhører udgangssignalet, så indtast ikke indgangsamplituden, medmindre kredsen har en signalforstærkning på én.
Aflæs båndbredde, krævet spændingsændringshastighed, frekvens begrænset af spændingsændringshastigheden og forstærkningsreduktion samlet. Statussen viser, hvilken modelleret tærskel der er overskredet. Brug kurven til at sammenligne frekvens med båndbredde, og kontrollér derefter den faktiske komponents stabilitet, udgangens spændingsområde og belastningskrav separat.

Indstillinger og begrænsninger

Signalforstærkning og støjforstærkning: For en ikke-inverterende kreds er støjforstærkningen lig med signalforstærkningen. For en inverterende kreds er støjforstærkningen 1 + signalforstærkningens absolutværdi. Estimeret båndbredde er GBW divideret med støjforstærkningen, så ens absolutværdier for signalforstærkning giver ikke identiske båndbredder i disse to koblinger.
Amplitudekonvention: For en sinuskurve er Vpp = 2 × Vpk og Vrms = Vpk / √2. Krævet spændingsændringshastighed er 2πf × Vpk. Når konventionen ændres, omfortolkes det indtastede tal; opdatér også tallet, når du vil beskrive den samme fysiske bølgeform.
Modellerede grænser og respons: Båndbredden er det omtrentlige −3 dB-punkt, ikke en garanti for konstant forstærkning under dette. Responskurven viser forstærkningsreduktion knyttet til båndbredden. Den stiplede markør for spændingsændringshastighed beskriver den indtastede amplitudes teoretiske tærskel; den tilføjer ikke sådan forvrængning til kurven og bekræfter ikke forvrængningsfri drift.

Gennemgået eksempel

Vælg ikke-inverterende forstærkning 10, GBW = 1 MHz, spændingsændringshastighed 0.5 V/µs og udgangsamplitude 1 Vpk. Ved 10 kHz er båndbredden 100 kHz, krævet spændingsændringshastighed 0.0628319 V/µs og modelleret forstærkningsreduktion −0.0432137 dB.

Forventet resultat
f	SRreq	ΔG	Vpk,max
10 kHz	0.0628319 V/µs	−0.0432137 dB	7.95775 Vpk
100 kHz	0.628319 V/µs	−3.0103 dB	0.795775 Vpk

Øg frekvensen til 100 kHz uden at ændre amplituden. Krævet spændingsændringshastighed bliver 0.628319 V/µs og overstiger den indtastede hastighed, mens båndbreddemodellen giver −3.0103 dB. Frekvensen begrænset af spændingsændringshastigheden for denne amplitude er cirka 79.5775 kHz. Det er separate begrænsninger; mindre udgangsamplitude forbedrer hastighedsgrænsen uden at ændre båndbredden.

Spørgsmål og fejlfinding

Hvorfor viser inverterende forstærkning 10 en lavere båndbredde?

Støjforstærkningen er 11, så samme GBW på 1 MHz giver cirka 90.9091 kHz båndbredde. Minustegnet i signalforstærkningen repræsenterer invertering; det gør ikke støjforstærkningen negativ. Indtast forstærkningens absolutværdi i feltet.

Kontrollerer resultatet for maksimal amplitude klipning ved forsyningsskinnerne?

Det kontrollerer kun den indtastede spændingsændringshastighed ved den indtastede frekvens, udtrykt med den valgte amplitudekonvention. Udgangens spændingsområde, belastningsstrøm og indgangens fællesmodusgrænser ligger uden for denne model. En amplitude, der opfylder hastighedskravet, kan stadig være umulig for den faktiske forstærker.

Hvorfor kan statussen sige inden for grænserne, når forstærkningen er faldet?

Statussen ændres først, når frekvensen overstiger båndbredden, eller krævet spændingsændringshastighed overstiger den indtastede hastighed. Forstærkningen aftager løbende før dette punkt. Ved præcis den modellerede båndbredde er reduktionen allerede cirka −3 dB; vurder acceptabel fladhed og driftsmargin ud fra kravene til din anvendelse.