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如何選擇運算放大器的增益?

科技觀察員 ? 來源:英銳恩 ? 作者:英銳恩 ? 2023-07-11 17:48 ? 次閱讀

在選擇是錢確定系統通過該放大器進行傳輸的信號帶寬。記住避免使用相對您的應用而言速度過快的模擬器件,盡量選擇一種閉環帶寬稍高于信號最大頻率的放大器。

在實驗室中,可能會發現將應用最大頻率的輸入正弦波信號置入系統時,運算放大器的輸出信號并未穿過希望的全刻度模擬范圍。信號增益遠低于預期。運算放大器的轉換速率等級超出所需。另外,并沒有驅動運算放大器輸出至電源軌中。哪里出錯了呢?

不要再反復檢查您的電阻值了!在增益單元中設計某個運算放大器時,為這項工作選擇備選運算放大器時您需要了解一些事情。例如,運算放大器信號最大帶寬(SBW) 是多少?運算放大器閉環噪聲增益 (NG) 是多少,以及考慮中的運算放大器的增益帶寬產品 (GBWP)是什么?另外,容許多少增益誤差?閉環噪聲增益就是運算放大器增益,就像一個小電壓源與運算放大器同相輸入串聯。

讓我們通過例子來說明這個問題。例如,以1 MHz信號帶寬 (SBW) 開始,圖 1 所示放大器電路噪聲增益(NG = 1 +9R/R)為10V/V。圖1還顯示了具有相對于該電路剛好足夠帶寬的放大器的開環頻率響應;或者您認為合適的開環頻率響應。放大器 GBWP 為 16

MHz。

電壓反饋放大器的開環增益圖

圖 1 該電壓反饋放大器的開環增益和閉環增益具有 16 MHz 的增益帶寬產品和 10 V/V 的電路噪聲增益。

由圖 1 所示可知,像它這樣的運算放大器可以支持 1 MHz 頻率 10 V/V (20 dB) 的增益,但我們需要進一步研究。SBW

開環增益曲線的增益為:

運算放大器SBW 開環增益曲線計算公式

在我們的例子中,1 MHz頻率下放大器的開環增益 (AVOL-SBW) 等于 16 V/V。但是,沒什么好抱怨的。該電路的閉環增益誤差等于

NG/(AOL-SBW + NG)。在我們的例子中,1 MHz 閉環增益誤差等于 0.385,即 38.5% 的增益誤差!

就該電路而言,如果您想要容許放大器 0.05 的增益誤差,同時您知道因產品和溫度的不同,放大器的 GBWP 會改變 30% 最大值,則您需要一個具有

247 MHz GBWP 的放大器。產品選擇部分的指導公式如下:

潤石運算放大器選擇指導公式圖

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