运算放大器的学习(三)增益带宽积

我们接着了解运放的相关指标参数,下面我们看下增益带宽积与压摆率.
增益带宽积:即电压增益(Gain)和带宽(Bandwidth)的乘积是一个常数,称为增益带宽积(Gain Bandwidth Product).
增益带宽积=带宽闭环增益
从上面公式可以看出,如果增加增益,则会减小带宽;反之,如果减小增益,则会增大带宽。
我们看下AD8551在单电源5V供电时的增益带宽积为1.5M:
在这里插入图片描述
在单电源2.7V供电时的增益带宽积为1M:
在这里插入图片描述
我们再看下增益带宽积的图表:
在这里插入图片描述
可以看到当增益为0时,对应的信号频率为1.2Mhz,这条曲线上的增益值与频率的乘积为一个定值,这便是增益带宽积。
我们解释下具体应用时的意思,例如我们看到增益为21.6DB时,频率大概为100K.我们看到21.6DB为放大12倍,我们的增益带宽积为1.2M,1200000/12=100K。
.在这里插入图片描述
也就是说我们放大倍数为12倍时,输入信号频率上限就100kHZ,如果超过这个频率,输出信号就可能出问题了。下面我们仿真测试下,以下蓝色信号为输入信号,绿色信号为输出信号,我们输入信号频率10K,幅度0.01V:
在这里插入图片描述
可以看到,输出信号为输入信号12倍,和理论计算一样。我么增大频率可以看到,输出信号幅度有所下降,但是仍然能够工作。
在这里插入图片描述
我们继续提高频率至100K,这时候信号幅度约为170MmV, 240
0.707=169.68mV,正好3db带宽。所以正好,最高输入频率上限为100K.
在这里插入图片描述
注意,我们这里进行仿真的输入信号幅度都比较小,如果输入信号幅度比较大,又会出现别的现象,具体原因就和压摆率有关系了,这个问题我们下一节继续了解。

### 运算放大器增益带宽增益带宽的关系 运算放大器(Op-Amp)的增益带宽增益带宽是描述其动态特性的两个重要参数。增益带宽是指运放在特定频率下的增益能力范围,而增益带宽则是增益与其对应带宽的乘。 #### 增益带宽 增益带宽定义为运放能够维持某一增益水平的最大频率范围。随着频率升高,运放的增益逐渐降低,在高频区域表现为滚降特性。通常,这一特性可以通过开环增益曲线观察到,其中增益随频率变化呈线性衰减趋势[^1]。 #### 增益带宽 增益带宽(Gain-Bandwidth Product, GBW 或 GBP)表示的是运放开环增益与相应带宽的乘保持恒定的现象。这意味着在一个固定的增益设置下,如果希望获得更高的增益,则可用的工作带宽会减少;相反地,若允许较低的增益,则可扩展更广的工作频谱[^2]。 数学表达形式如下: \[ \text{GBW} = A_v \times f_b \] 其中 \(A_v\) 是闭环增益,\(f_b\) 则代表该增益条件下对应的-3dB截止频率[^4]。 这种反比例关系可以从理论上推导得出,并且在实际器件规格书中被广泛采用作为评估标准之一。例如某型号规定了固定数值如1 MHz 的GBW ,那么当配置成十倍放大器(\(A_v=10\))时,它能稳定工作的最大频率仅为100 kHz[(1MHz / 10)] [^5]. 值得注意的是虽然存在上述简单模型用于初步估算目的但在真实世界里由于寄生效应等因素影响可能会偏离理想状态因此需参照具体产品数据手册确认最终表现. ```python def calculate_bandwidth(gbw_product, gain): bandwidth = gbw_product / gain return bandwidth gbw_product = 1e6 # Example value of Gain Bandwidth Product in Hz gain_values = [1, 10, 100, 1000] for gain in gain_values: bw = calculate_bandwidth(gbw_product, gain) print(f"For a gain of {gain}, the corresponding bandwidth is {bw:.0f}Hz.") ``` 以上Python脚本展示了基于给定GBW计算不同增益情况下的带宽方法。
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值