विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स
ऑप-एम्प बैंडविड्थ और परिवर्तन दर कैलकुलेटर
बैंडविड्थ, साइन तरंग की आवश्यक परिवर्तन दर और आयाम या आवृत्ति सीमाओं का अनुमान लगाएँ।
आपके इनपुट
आपके परिणाम
- अनुमानित लघु-सिग्नल बैंडविड्थ
- —
- शोर लाभ
- —
- आवश्यक परिवर्तन दर
- —
- परिवर्तन दर से सीमित साइन आवृत्ति
- —
- परिवर्तन दर से सीमित अधिकतम आयाम
- —
- अनुमानित लाभ कमी
- —
वक्र बैंडविड्थ मॉडल दिखाता है। टूटी fSR रेखा दर्ज आयाम की परिवर्तन सीमा दिखाती है; यह विकृति सिमुलेशन नहीं है।
BW ≈ GBW / NGऑप-एम्प की बैंडविड्थ और साइन तरंग की स्लू आवश्यकताएँ जाँचें
वांछित आउटपुट साइन तरंग के लिए आवश्यक स्लू दर की तुलना एम्प्लिफ़ायर की मॉडल की गई लघु-सिग्नल बैंडविड्थ से करें। बैंडविड्थ का अनुमान एकल-पोल वोल्टेज-फ़ीडबैक सन्निकटन और परिपथ के नॉइज़ गेन का उपयोग करता है। स्लू की गणना आउटपुट आयाम और आवृत्ति का स्वतंत्र रूप से उपयोग करती है। यह टूल किसी विशेष डिवाइस के लिए विरूपण का अनुकरण, स्थिरता की पुष्टि या इनपुट सीमा, आउटपुट स्विंग, सप्लाई वोल्टेज और लोडिंग की जाँच नहीं करता।
चरण-दर-चरण
- इनवर्टिंग या नॉन-इनवर्टिंग संचालन चुनें और सिग्नल गेन का परिमाण दर्ज करें। इनवर्टिंग गेन के लिए धनात्मक परिमाण दर्ज करें; नॉन-इनवर्टिंग गेन कम से कम 1 होना चाहिए। संबंधित डिवाइस की परिस्थितियों से गेन-बैंडविड्थ गुणनफल MHz में और स्लू दर V/µs में दर्ज करें।
- आवृत्ति kHz में और वांछित आउटपुट आयाम दर्ज करें। उस आयाम को बताने के लिए Vpk, Vpp या Vrms चुनें। आयाम आउटपुट सिग्नल का है, इसलिए इनपुट आयाम तभी दर्ज करें जब आपके परिपथ का सिग्नल गेन इकाई हो।
- बैंडविड्थ, आवश्यक स्लू दर, स्लू से सीमित आवृत्ति और गेन में कमी को साथ पढ़ें। स्थिति बताती है कि मॉडल की कौन-सी सीमा पार हुई है। वक्र से आवृत्ति की बैंडविड्थ से तुलना करें, फिर वास्तविक डिवाइस की स्थिरता, स्विंग और लोड आवश्यकताएँ अलग से जाँचें।
सेटिंग और सीमाएँ
- सिग्नल गेन और नॉइज़ गेन
- नॉन-इनवर्टिंग परिपथ में नॉइज़ गेन, सिग्नल गेन के बराबर होता है। इनवर्टिंग परिपथ में नॉइज़ गेन 1 + सिग्नल गेन का परिमाण होता है। अनुमानित बैंडविड्थ GBW को नॉइज़ गेन से भाग देने पर मिलती है, इसलिए इन दोनों विन्यासों में समान सिग्नल गेन परिमाण से समान बैंडविड्थ नहीं मिलती।
- आयाम बताने की पद्धति
- साइन तरंग के लिए Vpp = 2 × Vpk और Vrms = Vpk / √2 होता है। आवश्यक स्लू दर 2πf × Vpk है। पद्धति बदलने से दर्ज संख्या का अर्थ बदल जाता है; यदि आप उसी भौतिक तरंगरूप को बताना चाहते हैं, तो संख्या भी बदलें।
- मॉडल की सीमाएँ और प्रतिक्रिया
- बैंडविड्थ लगभग −3 dB वाला बिंदु है; यह उससे नीचे गेन सपाट रहने की गारंटी नहीं है। प्रतिक्रिया वक्र बैंडविड्थ से संबंधित गेन में कमी दिखाता है। टूटी रेखा वाला स्लू चिह्न दर्ज आयाम की सैद्धांतिक सीमा बताता है; यह उस वक्र में स्लू विरूपण नहीं जोड़ता और विरूपण-रहित संचालन प्रमाणित नहीं करता।
हल किया हुआ उदाहरण
नॉन-इनवर्टिंग गेन 10, GBW = 1 MHz, स्लू दर 0.5 V/µs और आउटपुट आयाम 1 Vpk चुनें। 10 kHz पर बैंडविड्थ 100 kHz, आवश्यक स्लू दर 0.0628319 V/µs और मॉडल की गई गेन में कमी −0.0432137 dB है।
| 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 |
आयाम बदले बिना आवृत्ति 100 kHz तक बढ़ाएँ। आवश्यक स्लू दर 0.628319 V/µs हो जाती है, जो दर्ज स्लू दर से अधिक है, जबकि बैंडविड्थ मॉडल −3.0103 dB देता है। इस आयाम के लिए स्लू से सीमित आवृत्ति लगभग 79.5775 kHz है। ये अलग-अलग प्रतिबंध हैं; आउटपुट आयाम घटाने से बैंडविड्थ बदले बिना स्लू सीमा बेहतर होती है।
सवाल और समस्या समाधान
इनवर्टिंग गेन 10 पर बैंडविड्थ कम क्यों दिखती है?
इसका नॉइज़ गेन 11 है, इसलिए वही 1 MHz GBW लगभग 90.9091 kHz बैंडविड्थ देता है। सिग्नल गेन का ऋण चिह्न इनवर्ज़न दर्शाता है; इससे नॉइज़ गेन ऋणात्मक नहीं होता। फ़ील्ड में गेन का परिमाण दर्ज करें।
क्या अधिकतम आयाम का परिणाम सप्लाई रेल के कारण होने वाली क्लिपिंग जाँचता है?
यह केवल दर्ज आवृत्ति पर दर्ज स्लू दर की जाँच करता है और परिणाम आपके चुने हुए आयाम की पद्धति में देता है। आउटपुट स्विंग, लोड धारा और इनपुट कॉमन-मोड सीमाएँ इस मॉडल के बाहर हैं। स्लू दर के अनुकूल आयाम भी वास्तविक एम्प्लिफ़ायर के लिए असंभव हो सकता है।
गेन घटने पर भी स्थिति सीमाओं के भीतर क्यों बता सकती है?
स्थिति केवल तब बदलती है जब आवृत्ति बैंडविड्थ से अधिक हो या आवश्यक स्लू दर दर्ज दर से अधिक हो। उससे पहले भी गेन लगातार घटता रहता है। ठीक मॉडल की बैंडविड्थ पर कमी पहले से लगभग −3 dB होती है; स्वीकार्य सपाटपन और संचालन मार्जिन का निर्णय अपने अनुप्रयोग की आवश्यकताओं से करें।