El och elektronik

Kalkylator för operationsförstärkarens bandbredd och ändringshastighet

Uppskatta bandbredd, nödvändig ändringshastighet för sinus och gränser för amplitud eller frekvens.

Dina värden

Dina resultat

Uppskattad småsignalbandbredd: —

Brusförstärkning: —

Nödvändig ändringshastighet: —

Sinusfrekvens begränsad av ändringshastighet: —

Maximal amplitud begränsad av ändringshastighet: —

Uppskattad förstärkningsminskning: —

Responskurva

Kurvan visar bandbreddsmodellen. Den streckade fSR-linjen markerar ändringsgränsen för angiven amplitud; den simulerar inte distorsion.

FormelBW ≈ GBW / NG

Kontrollera operationsförstärkarens bandbredd och sinusvågens krav på spänningsändringshastighet

Jämför en förstärkares modellerade småsignalbandbredd med den spänningsändringshastighet som krävs för en önskad sinusvåg på utgången. Bandbreddsuppskattningen använder en enpolig approximation för spänningsåterkoppling och kretsens brusförstärkning. Beräkningarna av spänningsändringshastighet använder utgångsamplitud och frekvens oberoende av varandra. Verktyget simulerar inte distorsion, verifierar inte stabilitet och kontrollerar inte ingångsområde, utgångens spänningsområde, matningsspänning eller belastning för en viss komponent.

Steg för steg

Välj inverterande eller icke-inverterande drift och ange signalförstärkningens belopp. Ange ett positivt belopp för inverterande förstärkning; icke-inverterande förstärkning måste vara minst 1. Ange förstärkning–bandbreddsprodukten i MHz och spänningsändringshastigheten i V/µs från de relevanta driftförhållandena för komponenten.
Ange frekvensen i kHz och den önskade utgångsamplituden. Välj Vpk, Vpp eller Vrms för att beskriva amplituden. Amplituden avser utgångssignalen, så ange inte ingångsamplituden om inte kretsen har signalförstärkning lika med ett.
Läs bandbredd, erforderlig spänningsändringshastighet, frekvens begränsad av spänningsändringshastigheten och förstärkningsminskning tillsammans. Statusen anger vilken modellerad tröskel som överskrids. Använd kurvan för att jämföra frekvens med bandbredd och kontrollera sedan den faktiska komponentens stabilitet, utgångens spänningsområde och lastkrav separat.

Inställningar och begränsningar

Signalförstärkning och brusförstärkning: För en icke-inverterande krets är brusförstärkningen lika med signalförstärkningen. För en inverterande krets är brusförstärkningen 1 + signalförstärkningens belopp. Uppskattad bandbredd är GBW delat med brusförstärkningen, så lika belopp för signalförstärkningen ger inte identiska bandbredder i dessa två kopplingar.
Amplitudkonvention: För en sinusvåg är Vpp = 2 × Vpk och Vrms = Vpk / √2. Erforderlig spänningsändringshastighet är 2πf × Vpk. Om konventionen ändras omtolkas det angivna talet; uppdatera även talet när du avser att beskriva samma fysiska vågform.
Modellerade gränser och respons: Bandbredden är den ungefärliga −3 dB-punkten, inte en garanti för konstant förstärkning under den. Responskurvan visar bandbreddsrelaterad förstärkningsminskning. Den streckade markören för spänningsändringshastighet beskriver den angivna amplitudens teoretiska tröskel; den lägger inte till sådan distorsion i kurvan och intygar inte distorsionsfri drift.

Genomgånget exempel

Välj icke-inverterande förstärkning 10, GBW = 1 MHz, spänningsändringshastighet 0.5 V/µs och utgångsamplitud 1 Vpk. Vid 10 kHz är bandbredden 100 kHz, erforderlig spänningsändringshastighet 0.0628319 V/µs och modellerad förstärkningsminskning −0.0432137 dB.

Förväntat 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

Öka frekvensen till 100 kHz utan att ändra amplituden. Erforderlig spänningsändringshastighet blir 0.628319 V/µs och överskrider den angivna hastigheten, medan bandbreddsmodellen ger −3.0103 dB. Frekvensen begränsad av spänningsändringshastigheten för denna amplitud är ungefär 79.5775 kHz. Det är separata begränsningar; minskad utgångsamplitud förbättrar hastighetsgränsen utan att ändra bandbredden.

Frågor och felsökning

Varför visar inverterande förstärkning 10 lägre bandbredd?

Brusförstärkningen är 11, så samma GBW på 1 MHz ger ungefär 90.9091 kHz bandbredd. Minustecknet i signalförstärkningen representerar invertering; det gör inte brusförstärkningen negativ. Ange förstärkningens belopp i fältet.

Kontrollerar resultatet för maximal amplitud klippning vid matningsskenorna?

Det kontrollerar bara den angivna spänningsändringshastigheten vid den angivna frekvensen, uttryckt enligt vald amplitudkonvention. Utgångens spänningsområde, lastström och ingångens likfasgränser ligger utanför denna modell. En amplitud som uppfyller hastighetskravet kan ändå vara omöjlig för den faktiska förstärkaren.

Varför kan statusen säga inom gränserna när förstärkningen har minskat?

Statusen ändras först när frekvensen överskrider bandbredden eller erforderlig spänningsändringshastighet överskrider den angivna hastigheten. Förstärkningen avtar kontinuerligt före den punkten. Vid exakt den modellerade bandbredden är minskningen redan ungefär −3 dB; bedöm godtagbar jämnhet och driftmarginal utifrån tillämpningens krav.