本期,我们接着介绍运放关键指标最后一部分,主要分为开环电压增益、增益带宽积和-3dB带宽、压摆率和建立时间。
01 开环电压增益
定义为运放输出电压与正负输入端压差的比值,其实我们不太care这个参数,主要是为了让大家了解增益和频率的变化关系,如下曲线所示。
(相关资料图)
在一个频率区间内,运放的开环增益和频率基本呈线性关系,即20dB/10倍频。
02增益带宽积和-3dB带宽
运放的开环电压增益曲线表明,要想运放能做到某一增益,则信号频率必须在该增益对应的频率以内。这就引出了我们评估运放带宽的指标--增益带宽积(GBW):指某频率点,开环增益和该频率的乘积。 比如,下方OPA211在G=1增益带宽积为45MHz,如果我们设计的实际闭环放大倍数是10v/v,那么我们电路的带宽可以粗略估计为4.5MHz。
-3dB带宽是基于闭环电路某个固定增益下,实测到增益下降到0.707倍时的频率。在做设计器件选型时,我们还是参考增益带宽积,来评估运放是否满足我们的增益、带宽的需求。
03压摆率和建立时间
运放闭环状态下,输出电压变化的最快速率,称为压摆率(SR),单位v/us。在高速、大信号输出场景下,我们需要重点关注。 以正弦波为例,信号在过零点位置的最快变化速率为:R1=2*π*Amax*f,其中Amax表示信号幅度,f表示信号频率。当SR>R1时,输出的正弦波信号才不会失真。 和压摆率对应的,还有一个指标叫做满功率带宽(Full Power Bandwidth):FPBW=SR/2*π*Amax,通常比-3dB带宽更为严苛。
建立时间是指运放在指定增益下,从信号输入开始,到输出满足指定范围时所经历的时间。建立时间通常包含运放延迟、信号爬坡、信号振荡这三部分时间,在ADC驱动电路中,是比较重要的指标。 END 以上就是本期分享的所有内容啦,放大器很难,但也很有趣,希望各位同学能在这里有所学习,欢迎大家持续关注,更多干货正在快马加鞭的赶来。
审核编辑:汤梓红
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