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摘自21ic上一个工程师总结:关于运放! | 2008-1-2 17:27:00
问题是由下面开始的。我们可以从运放的datasheet上面得到运放的增益带宽积,那么我们如何确定由运放构成的电路的带宽?就好比运放是抑制共模信号的,但是运放构成的电路就不一定抑制共模信号了~~。问题的提出:
当时我的疑问是:如何快速的得出运放同相输入和反相输入电路的带宽。
在这里我用OP27作为例子:
图一:

图二:

图三:


从OP27的datasheet我们可以知道(全部取典型值)
OP27的增益带宽积(注意和单位增益带宽的区别) 为:8M(图二)
OP27的电压增益为:1500V/mV=20lg1500000=124DB(图三)
得出:OP27的带宽:8M/1500000=5.3HZ
对比图一,可以看到我大致估算的OP27的这两个参数还是比较符合图一的曲线的。

那么回到上面那两个同相和反相输入电路来,我最开始想都没想就得出结论:
电路的增益带宽积是不变的嘛,所以~~~

上图
第一个为反相输入端,电压增益为:-1
第二个为同相输入端电压增益为:2
所以第一个电路的带宽应该为:8M,第二个电路的带宽应该为4M

我的原因是:运放的负反馈嘛,肯定是展宽了频带的了,~~~~
由反馈公式: 电路接入反馈后增益为:
A(f)/(1+A(f)F)  这里我们为了便于计算我们假设A(f)为主极点即:A(f)=A/[1+j(f/ft)]注意,我们假设的是A只有一个极点,如果有多个极点的话,增益带宽积还是按照只有一个极点的电路来算,但是单位增益带宽就变了。
只有在仅存在一个极点的运放(主极点补偿)才会有 增益带宽积=单位增益带宽
多于一个极点的运放 增益带宽积>单位增益带宽
接入反馈后:A(f)/(1+A(f)F)={A/[1+j(f/ft)]}/{1+A/[1+j(f/ft)]F}=[A/(1+AF)]*{1/[1+jf/][(1+AF)ft]]}
原来的增益带宽积为:A*ft
加反馈后的增益带宽积为:[A/(1+AF)]*(1+AF)*ft=A*ft
所以增益带宽积是不变的咯~~~~

于是我就得到了一个带宽为4M,一个带宽为8M的结论
那么我的结论是否正确呢?
这时我决定用PSPICE来验证一下:

同相电路带宽:


反相电路带宽:



结果让我比较疑惑:
同相电路的带宽为:3.6976M 接近我原来的估计值4M,OK,没问题
反相电路带宽为:3.7055M 与我的估计值8M,相差很远!~~
为什么?
我很疑惑,于是继续思考~~~~~~~~~~~~

 那么我的结论是否正确呢?
这时我决定用PSPICE来验证一下:

同相电路带宽:


反相电路带宽:



结果让我比较疑惑:
同相电路的带宽为:3.6976M 接近我原来的估计值4M,OK,没问题
反相电路带宽为:3.7055M 与我的估计值8M,相差很远!~~
为什么?
我很疑惑,于是继续思考~~~~~~~~~~~~

其实在这里我搞错了一个概念,或者说是混淆了一个概念。
那就是反馈系数的概念:

反馈电路的增益为 A/(1+AF) when A>>F--->A/(1+AF) =1/F
这个是没有错的,绝对正确的

但是我用错了它!

我得到原来的结论是在这样的基础上:那就是:
同相:1/F=2(正确)
反相:1/F=-1(大错特错,为什么?后面讲)
为什么反相输入的时候与我预测的不一致呀,下面分析~~~~~~~~~~~~~~~



推导传递函数:
-A(f)[VinR7/(R6+R7)+VoutR6/(R6+R7)]=Vout
Vout/Vin=-(R7/R6)*[A(f)K]/[1+A(f)K]   K=F(同相的反馈系数)=R6/(R7+R6)  R2=R3=R6=R7  A(f)=1/[1+j(f/ft)]
看到了吗?对于反相输入来说其带宽和反相输入的增益带宽积改变了,和运放的不一样了
反相:传递函数表达式化简为:  {-R7AK/R6(1+AK)*{1/[1+jf/ft(1+AK)]}===>增益带宽积 R7AKft/R6=(A*ft*R7)/(R6+R7)不等于A*ft了,其带宽为:[(A*ft*R7)/(R6+R7)]/(R7/R6)=(A*ft*R6)/(R6+R7)
所以:我们用这个表达式可以正确得出反相输入运放反馈电路的带宽为:8M*[R6/(R6+R7)]=4M

哈哈~~~是不是和我用PSPICE模拟的一样了哟~~~~~~~~
阅读全文 | 回复(0) | 引用通告 | 编辑 | By: 大洋精灵

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