Listrik dan elektronika

Kalkulator Lebar Pita dan Laju Perubahan Op-Amp

Perkirakan lebar pita, kebutuhan laju perubahan gelombang sinus dan batas amplitudo atau frekuensi.

Nilai masukan

Hasil Anda

Perkiraan lebar pita sinyal kecil: —

Penguatan derau: —

Laju perubahan yang diperlukan: —

Frekuensi sinus dibatasi laju perubahan: —

Amplitudo maksimum dibatasi laju perubahan: —

Perkiraan penurunan penguatan: —

Kurva respons

Kurva menampilkan model lebar pita. Garis putus-putus fSR menandai batas laju untuk amplitudo masukan; bukan simulasi distorsi.

RumusBW ≈ GBW / NG

Periksa lebar pita op-amp dan kebutuhan slew gelombang sinus

Bandingkan lebar pita sinyal kecil penguat yang dimodelkan dengan laju slew yang dibutuhkan untuk gelombang sinus keluaran yang diinginkan. Perkiraan lebar pita menggunakan pendekatan umpan balik tegangan kutub tunggal dan penguatan derau rangkaian. Perhitungan slew menggunakan amplitudo keluaran dan frekuensi secara terpisah. Alat ini tidak menyimulasikan distorsi, memverifikasi kestabilan, atau memeriksa rentang masukan, ayunan keluaran, tegangan catu, maupun pembebanan untuk perangkat tertentu.

Langkah demi langkah

Pilih operasi membalik atau tidak membalik dan masukkan besar penguatan sinyal. Masukkan besar yang positif untuk penguatan membalik; penguatan tidak membalik harus setidaknya 1. Masukkan hasil kali penguatan dan lebar pita dalam MHz serta laju slew dalam V/µs dari kondisi perangkat yang relevan.
Masukkan frekuensi dalam kHz dan amplitudo keluaran yang diinginkan. Pilih Vpk, Vpp, atau Vrms untuk menyatakan amplitudo tersebut. Amplitudo ini milik sinyal keluaran, jadi jangan masukkan amplitudo masukan kecuali penguatan sinyal rangkaian Anda satu.
Baca lebar pita, laju slew yang dibutuhkan, frekuensi yang dibatasi slew, dan penurunan penguatan secara bersamaan. Status menunjukkan ambang model mana yang terlampaui. Gunakan kurva untuk membandingkan frekuensi dengan lebar pita, lalu periksa kebutuhan kestabilan, ayunan, dan beban perangkat sebenarnya secara terpisah.

Pengaturan dan batas

Penguatan sinyal dan penguatan derau: Pada rangkaian tidak membalik, penguatan derau sama dengan penguatan sinyal. Pada rangkaian membalik, penguatan derau adalah 1 + besar penguatan sinyal. Perkiraan lebar pita adalah GBW dibagi penguatan derau, sehingga besar penguatan sinyal yang sama tidak menghasilkan lebar pita yang identik pada kedua topologi ini.
Konvensi amplitudo: Untuk gelombang sinus, Vpp = 2 × Vpk dan Vrms = Vpk / √2. Laju slew yang dibutuhkan adalah 2πf × Vpk. Mengubah konvensi mengubah penafsiran angka yang dimasukkan; ubah juga angkanya jika Anda ingin menyatakan bentuk gelombang fisik yang sama.
Batas dan respons model: Lebar pita adalah titik sekitar −3 dB, bukan jaminan penguatan datar di bawahnya. Kurva respons menunjukkan penurunan penguatan akibat lebar pita. Penanda slew putus-putus menunjukkan ambang teoretis amplitudo yang dimasukkan; penanda ini tidak menambahkan distorsi slew ke kurva tersebut atau menjamin operasi bebas distorsi.

Contoh pengerjaan

Pilih penguatan tidak membalik 10, GBW = 1 MHz, laju slew 0.5 V/µs, dan amplitudo keluaran 1 Vpk. Pada 10 kHz, lebar pita adalah 100 kHz, laju slew yang dibutuhkan 0.0628319 V/µs, dan penurunan penguatan menurut model −0.0432137 dB.

Hasil yang diharapkan
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

Naikkan frekuensi menjadi 100 kHz tanpa mengubah amplitudo. Kebutuhan slew menjadi 0.628319 V/µs, melampaui laju slew yang dimasukkan, sedangkan model lebar pita menghasilkan −3.0103 dB. Frekuensi yang dibatasi slew untuk amplitudo ini sekitar 79.5775 kHz. Keduanya merupakan batasan terpisah; mengurangi amplitudo keluaran memperbaiki batas slew tanpa mengubah lebar pita.

Pertanyaan dan pemecahan masalah

Mengapa penguatan membalik 10 menunjukkan lebar pita lebih rendah?

Penguatan deraunya adalah 11, sehingga GBW yang sama, yaitu 1 MHz, menghasilkan lebar pita sekitar 90.9091 kHz. Tanda minus pada penguatan sinyal menyatakan pembalikan; tanda itu tidak membuat penguatan derau negatif. Masukkan besar penguatan di kolom.

Apakah hasil amplitudo maksimum memeriksa pemotongan oleh rel catu?

Hasil itu hanya memeriksa laju slew yang dimasukkan pada frekuensi yang dimasukkan, dinyatakan dalam konvensi amplitudo pilihan Anda. Ayunan keluaran, arus beban, dan batas mode bersama masukan berada di luar model ini. Amplitudo yang sesuai dengan laju slew masih bisa mustahil dicapai oleh penguat sebenarnya.

Mengapa status bisa menyatakan masih dalam batas ketika penguatan sudah turun?

Status hanya berubah setelah frekuensi melampaui lebar pita atau kebutuhan slew melampaui laju yang dimasukkan. Penguatan terus menurun sebelum titik tersebut. Tepat pada lebar pita model, penurunannya sudah sekitar −3 dB; tentukan kerataan yang dapat diterima dan margin operasi berdasarkan kebutuhan aplikasi Anda.