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  • 用于测量压摆率和增益带宽积用于测量压摆率和增益带宽积
  • GBP增益带宽积

    2019-09-25 02:45:36
    GBP增益带宽积 增益带宽积GBP(GainBandwithProduct)一般指电压反馈运放的一个特征参数,定义为在某频率下测量的开环电压增益与测量频率的乘积,其单位为Hz(见图1以20dB每10倍频线性下降的部分,其中...

      增益带宽积GBP(GainBandwithProduct)一般指电压反馈运放的一个特征参数,定义为在某频率下测量的开环电压增益与测量频率的乘积,其单位为Hz(见图1以20dB每10倍频线性下降的部分,其中开环电压增益Aol定义为输出电压的变化量与输入端之间电压的变化量之比,为图1中最左端水平部分,这个值只在直流和低频时有效。随着频率增长到运放的主极点频率,开环电压增益变得与频率有关并被GBP所代替)。其值在数值上和单位增益带宽相等。

      公式表示:

       其中 为运放开环(-3dB)带宽。

       同时由于Bode图横纵坐标单位及表示方式的关系,无法在图中以面积的方式来表示GBP,GBP的大小可以用单位增益带宽来表示。

       注:对于电压反馈运放,增益带宽积为常数。对于电流反馈运放,增益带宽积并无多大意义,因为在电流反馈运放中增益和带宽之间不存在线性关系。

    图1

     受到传输信号的带宽限制,以及所需的信号放大倍数约束,一般高增益时使用多级放大来降低对GBP的要求。

     运放电路传递函数,其中F(s)为反馈因子。

      对于小信号的放大,一般认为在引入深度负反馈的情况下,在整个信号带宽内运放环路稳定,则电路设计没有问题。对于要求在相位为-180时,对应的||<1,其伯德图需要满足一定的增益和相位余量(>45度),见图2。实际一般需要根据开环增益曲线A(由供应商的数据手册提供)和1/F增益曲线(即噪声增益曲线,取决于反馈环路的设计)的交点判断,该交点决定了所能放大信号带宽,即闭环带宽fx,见图3,纯电阻反馈网络的闭环带宽。


    图2


    图3

      以跨阻运放TIAtrans-impedance amplifier放大电路设计为例电路,实现I-V转换,求取闭环信号带宽:


                                                                          图4 前置放大等效电路


                                           图5 OP的开环响应曲线,其增益带宽积为6.5MHZ,引脚输入电容为1pF

    使用的PIN二极管,其结电容参数为3pF@10V,Ci=3+1=4pF

    设输入信号40KHZ,Rf=3.92M Cf=1pF ,

    F=Xci/(Xci+Xcf//Rf)=(1+jwCfRf)/(1+jwRf(Cf+Ci))

    1/F=(1+jwRf(Cf+Ci))/(1+jwCfRf)

    可得低频渐进线:1/Fo=1;

    高频渐进线:1/Foo=(Cf+Ci)/Cf=5


    6光电二极管放大器噪声增益示意图

    如图6,其中

    Ft=GBP=6.5MHZ,为单位增益带宽;

    Fz= 1/(2pi*Rf(Cf+Ci))=8.1KHZ,为1/F零点频率;

    Fp=1/(2pi*Rf*Cf)=40. 6KHZ,为1/F极点频率;

    Fx= Ft/(1/Foo)=(GBP*Cf)/(Cf+Ci)=1.3MHZ,为|AF|=1的频率,即闭环带宽。

    此例根据GBP计算出来了闭环带宽Fx,且Fx>Fsignal=40KHZ,所以设计满足要求。

    通过matlab验证计算结果:取fc=GBP/Aol=65HZ,分别对A(s)及1/F(s),进行伯德图绘制可以得到图7,根据w=2*pi*f=8.16mrad/s可以发现fx的结果基本一致。


    7 A(s)(绿色)1/F(s)(蓝色)






    posted on 2018-03-31 11:49 Hello+World! 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏

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  • part-16 增益带宽积GBW

    千次阅读 2017-04-25 21:12:59
    (貌似增益带宽积是一个很常见的参数。我怎么从来没听说过。。。) 对于单极点响应,开环增益以6dB/倍频程下降,就是说频率增加一倍,增益会下降两倍。相反,如果频率减半,增益会增加一倍。结果产生所谓的增益带宽...

    (貌似增益带宽积是一个很常见的参数。我怎么从来没听说过。。。)

    对于单极点响应,开环增益以6dB/倍频程下降,就是说频率增加一倍,增益会下降两倍。相反,如果频率减半,增益会增加一倍。结果产生所谓的增益带宽积。比如OPA376的datasheet给出的增益带宽积典型值是5.5MHz。其给出的开环增益曲线如下:

    8357.16-2

    在一些资料中,也常看到运放的单位增益带宽,其定义为:运放的闭环增益为1时,将一个频率可变的恒幅正弦小信号接到运放输入端,随着输入信号频率不断变大,输出信号增益将不断变小。当运放的输出端测得闭环电压增益下降3dB(或是相当于运放输入信号的0.707)时,所对应的信号频率乘以闭环放大倍数1所得的增益带宽积。它是指运放增益为1的时候的-3dB带宽,虽然名称不同,但它与运放的增益带宽积在数值上是相等的。

    下面我们详细说下这个曲线,从图中可以看到,在1Hz左右有一个拐点(这个拐点是由内部的补偿电容引起的。另外,绝大多数运放是工作在相移90度的频率内,在这个频率内可以精确计算出在一定纹波内的带宽),之后,开环增益以-6dB/2倍频程(或-20dB/10倍频程)下降。正是因为这个拐点的存在,才使得运放有了增益带宽,这和理想运放中的开环增益无穷大是不一样的。

    增益带宽积的值可是有隐含条件的,就是这个值是在小信号下的带宽,这个小信号是多少呢?(印象中是100mV吧),但我们的运放常用来放大大信号,输出都在几伏左右。工程师经常遇见的问题就是计算出来的带宽够啊,怎么实际电路中就不够了呢?原因就是这个。因此大信号还有关注一个参数:压摆率SR。之后再介绍。

    总结:增益带宽积是表示小信号的增益带宽,大信号另当别论。

     

    用运放组一个单位增益电路(电压跟随器)如下图,在输入端信号为Vin = Asin(2πft),则输出信号Vout = Bsin(2πft),当输入信号的频率f逐渐增大时,Vout的幅值B会变小。则定义当B=0.707*A(即下降了3dB)时的频率f就是单位增益带宽。

    8357.16-3

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  • 本文主要介绍放大器不受基本增益带宽积的电流反馈运放电路,感兴趣的朋友可以看看。
  • 增益带宽积 压摆率

    2019-07-09 12:22:51
    带宽:它指的是电路可以保持稳定工作的频率范围 只要能够完美再现方波,就是高带宽电路,带宽与压摆...增益越高,带宽越窄增益带宽积为一个常数。 只要能够完美再现方波,就是高带宽电路,带宽与压摆率同时变化、 ...

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    带宽:它指的是电路可以保持稳定工作的频率范围,选高速运放能减少对贷款的影响。
    只要能够完美再现方波,就是高带宽电路,带宽与压摆率同时变化、
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    高频下,增益就缩小了,说明增益是有带宽的。在一定频率内增益才稳定。
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    一倍放大 与 10倍放大输出用1/10分频缩小 对比
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    增益越高,带宽越窄增益带宽积为一个常数。
    **

    压摆率

    **
    当输入为阶跃信号时 输出电压时间变化率的平均值。
    在这里插入图片描述
    只要能够完美再现方波,就是高带宽电路,带宽与压摆率同时变化、

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  • 运算放大器---增益带宽积(GBW)

    千次阅读 2020-07-26 20:13:59
    增益带宽积(GBW)------电压反馈型运算放大器的增益带宽决定了其在某项应用中的有效带宽。将增益带宽除以应用中的实际闭环增益,便可大致估算出最大可用带宽。对于电压反馈放大器,增益带宽积(GBW)是衡定的常数。很多的...

    增益带宽积(GBW)------电压反馈型运算放大器的增益带宽决定了其在某项应用中的有效带宽。将增益带宽除以应用中的实际闭环增益,便可大致估算出最大可用带宽。对于电压反馈放大器,增益带宽积(GBW)是衡定的常数。很多的应用都得益于所选择的更大带宽/转换速率(slewrate)的运算放大器,从而实现了更低的失真更卓越的线性度,更佳的增益准确度、增益平坦度及其它受反馈因子影响的特性。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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  • 文章从数学上分析了运算放大器的有限增益带宽积对active-RC滤波器Q值的影响,得出了滤波器Q值升高的结论,并且研究了滤波器Q值升高的补偿方法。我们对5阶低通滤波器的Biquad引入补偿电容Cm的前后进行仿真对比,发现...
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  • 两款器件具有12 MHz的增益带宽积和从3.5V至16V的电源电压。这两款器件还具有135 μA(典型值)的低静态电流、3.5 mV(最大值)的输入失调电压、100 dB(典型值)的共模抑制比(CMRR),以及102 dB(典型值)的电源抑制比(PSRR)...
  • 随着集成电路工艺的飞速发展,采用CMOS技术...运放是active-RC滤波器中的关键模块,滤波器的带宽越宽,Q值越高,对运放的增益带宽积(GBW)的要求也就越高,滤波器的性能通常受限于运放的GBW。运放的有限GBW对active-RC滤
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  • op的压摆率和增益带宽积的选择

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    需要将1.25V峰峰值500kHz的信号放大到2.5V峰峰值。选择运放时是不是参数的重点应该放在压摆率上...运放规格书中都有增益、频率、相位曲线,跟进这个曲线可以很容易得出运放处理交流信号时放大倍数与频率的关系。实际上
  • 关于运放的SR(压摆率)和GBP(增益带宽积

    千次阅读 多人点赞 2018-10-19 10:48:07
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  • 带宽与压摆率关系

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    关于运放的SR(压摆率)和GBP(增益带宽积)https://blog.csdn.net/qq_22600163/article/details/83177862 用OP07做电压跟随器——增益带宽积怎么不可靠https://blog.csdn.net/ZSS1990/article/details/51444610 .....

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