Elektro og elektronikk
Kalkulator for bandbreidd og stigehastigheit i operasjonsforsterkarar
Anslå bandbreidd, naudsynt stigehastigheit for sinus og grenser for amplitude eller frekvens.
Dine verdiar
Dine resultat
- Anslått småsignalbandbreidd
- —
- Støyforsterking
- —
- Naudsynt stigehastigheit
- —
- Sinusfrekvens avgrensa av stigehastigheit
- —
- Maksimal amplitude avgrensa av stigehastigheit
- —
- Anslått reduksjon i forsterking
- —
Kurva viser bandbreiddemodellen. Den stipla fSR-linja markerer stigegrensa for oppgjeven amplitude; ho simulerer ikkje forvrenging.
BW ≈ GBW / NGKontroller bandbreidda til operasjonsforsterkaren og krav til spenningsendringsfart for sinus
Samanlikn den modellerte småsignalbandbreidda til ein forsterkar med spenningsendringsfarten som krevst for ein ønskt sinus på utgangen. Bandbreiddestimatet brukar ei einpola tilnærming for spenningstilbakekopling og støyforsterkinga til kretsen. Utrekningane av spenningsendringsfart brukar utgangsamplitude og frekvens uavhengig av kvarandre. Verktøyet simulerer ikkje forvrenging, verifiserer ikkje stabilitet og kontrollerer ikkje inngangsområde, spenningsområde på utgangen, forsyningsspenning eller belastning for ein bestemt komponent.
Steg for steg
- Vel inverterande eller ikkje-inverterande drift, og skriv inn absoluttverdien av signalforsterkinga. Skriv inn ein positiv absoluttverdi for inverterande forsterking; ikkje-inverterande forsterking må vere minst 1. Oppgje forsterking–bandbreidd-produktet i MHz og spenningsendringsfarten i V/µs frå dei relevante driftsvilkåra for komponenten.
- Skriv inn frekvens i kHz og ønskt utgangsamplitude. Vel Vpk, Vpp eller Vrms for å skildre amplituden. Amplituden gjeld utgangssignalet, så ikkje skriv inn inngangsamplituden med mindre kretsen har signalforsterking lik éin.
- Les bandbreidd, nødvendig spenningsendringsfart, frekvens avgrensa av spenningsendringsfarten og forsterkingsreduksjon saman. Statusen viser kva modellert terskel som er overskriden. Bruk kurva til å samanlikne frekvens med bandbreidd, og kontroller så stabiliteten, spenningsområdet på utgangen og belastningskrava til den faktiske komponenten separat.
Innstillingar og avgrensingar
- Signalforsterking og støyforsterking
- For ein ikkje-inverterande krets er støyforsterkinga lik signalforsterkinga. For ein inverterande krets er støyforsterkinga 1 + absoluttverdien av signalforsterkinga. Estimert bandbreidd er GBW delt på støyforsterkinga, så like absoluttverdiar for signalforsterking gjev ikkje identiske bandbreidder i desse to koplingane.
- Amplitudekonvensjon
- For ein sinus er Vpp = 2 × Vpk og Vrms = Vpk / √2. Nødvendig spenningsendringsfart er 2πf × Vpk. Når konvensjonen vert endra, vert det oppgjevne talet tolka på nytt; oppdater òg talet når du vil skildre den same fysiske bølgjeforma.
- Modellerte grenser og respons
- Bandbreidda er det omtrentlege −3 dB-punktet, ikkje ein garanti for flat forsterking under dette. Responskurva viser forsterkingsreduksjon knytt til bandbreidd. Den stipla markøren for spenningsendringsfart skildrar den teoretiske terskelen for den oppgjevne amplituden; han legg ikkje slik forvrenging til kurva og stadfestar ikkje forvrengingsfri drift.
Gjennomgått døme
Vel ikkje-inverterande forsterking 10, GBW = 1 MHz, spenningsendringsfart 0.5 V/µs og utgangsamplitude 1 Vpk. Ved 10 kHz er bandbreidda 100 kHz, nødvendig spenningsendringsfart 0.0628319 V/µs og modellert forsterkingsreduksjon −0.0432137 dB.
| 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 |
Auk frekvensen til 100 kHz utan å endre amplituden. Nødvendig spenningsendringsfart vert 0.628319 V/µs, som overskrid den oppgjevne farten, medan bandbreiddemodellen gjev −3.0103 dB. Frekvensen avgrensa av spenningsendringsfarten for denne amplituden er om lag 79.5775 kHz. Dette er separate avgrensingar; lågare utgangsamplitude betrar fartsgrensa utan å endre bandbreidda.
Spørsmål og feilsøking
Kvifor viser inverterande forsterking 10 lågare bandbreidd?
Støyforsterkinga er 11, så det same GBW på 1 MHz gjev om lag 90.9091 kHz bandbreidd. Minusteiknet i signalforsterkinga representerer invertering; det gjer ikkje støyforsterkinga negativ. Skriv inn absoluttverdien av forsterkinga i feltet.
Kontrollerer resultatet for maksimal amplitude klipping ved forsyningsskinnene?
Det kontrollerer berre den oppgjevne spenningsendringsfarten ved den oppgjevne frekvensen, uttrykt med den valde amplitudekonvensjonen. Spenningsområde på utgangen, belastningsstraum og fellesmodusgrenser på inngangen er utanfor denne modellen. Ein amplitude som oppfyller fartskravet, kan likevel vere umogleg for den faktiske forsterkaren.
Kvifor kan statusen seie innanfor grensene når forsterkinga har falle?
Statusen vert først endra når frekvensen overskrid bandbreidda eller nødvendig spenningsendringsfart overskrid den oppgjevne farten. Forsterkinga minkar kontinuerleg før dette punktet. Ved nøyaktig den modellerte bandbreidda er reduksjonen allereie om lag −3 dB; vurder akseptabel flatleik og driftsmargin ut frå krava i bruksområdet.