《電子技術(shù)應(yīng)用》
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運放參數(shù)的詳細解釋和分析19—全功率帶寬(FPBW)
摘要: 因此這里要引入一個重參數(shù),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(shù)學(xué)推導(dǎo)。
Abstract:
Key words :

因此這里要引入一個重參數(shù),,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(shù)學(xué)推導(dǎo),。

對于一個輸出為正弦波的信號,,輸出電壓可表示為:

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

這個輸出電壓對時間求導(dǎo)可得:

上式的max是指在求導(dǎo)后的余弦信號在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,。

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

此時FPBW就是運放的滿功率帶寬了,。記住它吧,它簡值太重要了,。例如如果想在100Khz以內(nèi)得到正弦波的10Vo-p振幅,按照公式需要轉(zhuǎn)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,。也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,。這也解釋了上面OPA333的測試結(jié)果。

這里還要說一個得要的公式,,就是運放的上升時間與帶寬的關(guān)系,。如下式,面熟,,這個公式在很多地方都見過,。也太重要了,,記住它吧,。

今天我們深一點分析這個公式的由來。其實它是由一階系統(tǒng)的響應(yīng)計算而來的,。對于一階RC的頻率響應(yīng)為

一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為下式。

Vo=0.1Vm時 t=0.1RC,。(-ln0.9 =0.1)當Vo=0.9Vm時,,t=2.3RC (-ln0.1=2.3)。則RC階躍 響應(yīng)的時間為Tr=2.2RC.

而對于一個一階RC的帶寬又可以表示為:BW=1/(2*pi*RC),。上升時間里也有RC,這兩個RC是同一個嘍,。這句是廢話,。那Tr=2.2/(2*pi* BW)=0.35/BW,。

下面我們對這個結(jié)論用TINA進行一下仿真。運放為OPA2188,,增益帶寬積為2MHz,。運放設(shè)置為增益為1的同向放大電路。輸入信號為10mV的階躍信號,。輸出信號的上升時間為220.8ns-82.5nS=138.3nS.

下面看一下計算結(jié)果:計算結(jié)果為175nS,。約20%的誤差。但也有很好的參考價值了,。


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