Produit de bande passante de gain d'ampli-op

J'ai cette question depuis un moment.

Supposons que vous ayez un ampli-op par ailleurs parfait avec un produit de gain de bande passante de 5 MHz. Vous entrez un signal de 50mVp-p et l'amplifiez par 10x. Cela limite votre bande passante à 500 kHz. Supposons maintenant que vous empiliez un autre ampli-op sur la sortie et que vous le configuriez comme un amplificateur 10x. Votre bande passante globale est de 500 kHz mais vous avez amplifié par 100x, donc votre GBWP est de 50 MHz. Où est la faille dans cette logique?

Votre logique est solide. Plus d'opamps signifie plus de gain pour une bande passante donnée.

Les amplificateurs opérationnels compensés sont fabriqués avec un seul pôle dominant, de sorte que le produit gain / bande passante est constant. Si cela ne fonctionne pas pour votre application, utilisez un ampli décompensé et faites vous-même le réseau de compensation.

Le produit à gain de bande passante n'a de sens que w / r / t un ampli-op: lorsque vous multipliez le gain et la bande passante, vous obtenez une constante en raison de la façon dont l'ampli-op est compensé en interne.

Lorsque vous avez plusieurs étages, le gain global multiplié par la bande passante globale n'est pas constant, donc un produit gain-bande passante global n'a pas de sens.

Mais votre analyse du gain global et de la bande passante globale est correcte, ou du moins généralement correcte: ce ne serait pas 500 kHz, ce serait un peu moins. La bande passante est généralement mesurée en termes de point -3 dB, donc lorsque vous cascadez deux étages, vous obtenez -6 dB à 500 kHz, et donc le point -3 dB est quelque part en dessous, probablement dans la plage 400-450 kHz.

Je serais au paradis des amplis op si c'était vrai. Désolé, mais les autres réponses sont fausses. Vous ne pouvez pas multiplier les GBP d'amplis op (et les étages d'amplificateur en général) car le gain de l'ampli op est égal au GBP spécifié.

La bande passante réelle des amplificateurs en cascade est limitée par l'amplificateur avec la plus petite bande passante. (Et ce n'est pas nécessairement celui qui a le plus petit GBP.)

Cordialement

Lorsque vous avez un seul ampli op, vous aurez un seul pôle à la fréquence de coupure et la tension de sortie diminuera à 6 dB / octave, mais lorsque vous avez deux amplis op, vous avez deux pôles à la fréquence de coupure (fréquence de coupure d'un seul ampli op, que nous avons supposé être le même pour les deux amplis op) et la tension de sortie sera donc de 12 dB / octave (car les fonctions de transfert sont multipliées), ce qui signifie que le système atteindra sa fréquence de coupure globale plus tôt ( comme vu à partir du moment où il commence à décoller) qu'avec un seul ampli op.

Plus précisément à f3dB_overall = f3db * sqrt (2 ^ (1/2) - 1) ~ = 0,64fd3B, où f3dB est la fréquence de coupure commune pour chaque ampli op individuel.

Plus généralement, pour n amplis op en cascade, f3dB_overall = f3db * sqrt (2 ^ (1 / n) - 1).

De plus, comme le souligne Markrage, pour contourner ce problème, vous pouvez utiliser des amplificateurs opérationnels non compensés et ajouter vous-même le condensateur de compensation sur toute la cascade.

Je vais essayer de répondre pour répondre de manière simple. Lorsque nous montons en cascade vers des systèmes, son gain sera multiplié dans le domaine fréquentiel. Supposons que le gain maximum du système soit 1. Donc sa fréquence 3db est '.707'. Appelons cette fréquence F 'qui est la fréquence de coupure du système.

Vérifions la valeur du gain à F 'pour le système en cascade. C'est là que ça devient intéressant. Pour le système en cascade, le gain à F 'sera de 0,707 × 0,707 = 0,499. Donc F 'n'est pas la fréquence de coupure du système en cascade. Ainsi, les nouvelles fréquences de coupure sont passées de l'ancienne valeur et la nouvelle bande passante sera inférieure à la précédente. J'ai essayé d'illustrer cela dans le dessin ci-dessus. J'espère que vous comprendrez mon point.

Votre logique est parfaite correcte! tout comme la sortie. La seule chose dont vous devez vous souvenir est que lorsque le gain est en cascade, mais pas la réponse en fréquence. Donc, dans votre cas, la bande passante de gain des deux amplificateurs opérationnels en cascade serait la fréquence gain1 * gain2 * (la plus petite des deux)

donc la réponse serait 10 * 10 * 500 kHz = 50 MHz, ce qui est parfaitement correct.

Vous n'obtenez pas plus de bande passante en cascadant ces amplis. Rappelez-vous, il y a une limitation imminente de 5Mhz. Vous obtenez simplement plus de la bande passante 5Mhz existante à un gain donné.

Il y a toujours une atténuation du gain à l'unité à la même fréquence, mais cette atténuation est plus rapide, de la même manière que vous obtenez une atténuation plus rapide lorsque vous ajoutez plus de pôles à un filtre. C'est comme si vous obteniez une meilleure approximation d'un «mur de briques».

À la fréquence où le gain en boucle ouverte est égal à l'unité, vous ne pouvez plus obtenir de gain en cascadant les amplificateurs. Au-delà de cette fréquence où le gain est inférieur à l'unité, vous obtenez moins de gain en cascadant les amplis.