運算放大器_全功率帶寬

全功率帶寬(FPBW)

因此這裏要引入一個重參數,重要程度堪比增益帶寬積。那就是運放的全功率帶寬。雖然只是一個數學推導。

對於一個輸出爲正弦波的信號,輸出電壓可表示爲:

Vout = Vp * sin(2*pi*f*t)

這個輸出電壓對時間求導可得:

上式的max是指在求導後的餘弦信號在t=0時得到最大值。這個很好理解,也就是說原正弦信號在t=0時壓擺率最大。

要想輸出完美的正弦波,則正弦波過零點變化速率必須小於運放的壓擺率,即

2πfVp<SR(運放壓擺率)

可以看出dV/dt表示的壓擺率,跟信號的頻序有關,還與信號的輸出幅值有關。上式中,如果Vp是運放的輸出滿幅值。則上式可表示爲

此時FPBW就是運放的滿功率帶寬了(就是壓擺率一定的情況下,輸出信號的幅值越大,全功率帶寬越小。)。記住它吧,它簡值太重要了。

例如如果想在100Khz以內得到正弦波的10Vo-p振幅(2*π*100Khz*10,此時單位是s,轉換爲us要除以1000000故得6.3v/us),按照公式需要轉換速率的是6.3v/us以上的OP。

可以看出,滿功率帶寬由壓擺率和輸出信號的幅值決定的。

 

運放ths4021(穩定的放大倍數是10倍以上,單位跟隨不穩定

運放在設計的時候,爲了通用,比如穩定性,往往是設計成增益 = 1 的,補償電容比較大,這種就是 UGS 運放。
但是爲了做到高速,很多型號的運放,補償電容就比較小,這個就稱之爲 非完全補償放大器,但是這種運放的缺點就是:增益=1的時候不穩定。摘自花叔語錄)

在實際應用中


Small-signal bandwidth (一般運放標的小信號帶寬)

Full power bandwidth(實際大信號,運放帶寬看這個

如ths4021,FPW輸出20V是3.7M,輸出10V 是11.8Mhz,實際標的是350MHz(在大信號放大中,要注意這個)

注意上圖中下面標的(1)和(2)

上圖是ths4021的小信號測試,輸出Vo(PP)=400mV,輸入是±20mv(小信號,小信號多少算小??

總結:大信號要考慮壓擺率的影響。。。。

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