Ausgangsbereich, Bandbreite und Anstiegsgeschwindigkeit sind getrennte Grenzen

Mit dem zulässigen Gleichstrombereich beginnen

Versorgungsbereich, Eingangsgleichtaktbereich, Ausgangshub, Ausgangsstrom und Stabilitätsanforderungen eines Operationsverstärkers sind getrennte Spezifikationen. „Rail-to-rail“ benötigt Datenblattbedingungen und bedeutet keinen Abstand Null zu beiden Versorgungsschienen bei beliebiger Last. Nehmen Sie im Lehrbeispiel 3.3-V-Versorgung und nutzbaren Ausgang 0.2–3.1 V an. Bei Vref = 1.65 V und Verstärkung 11 beträgt der maximale symmetrische Ausgangshub 1.45 V, entsprechend ungefähr 131.818 mV am Eingang.

Kleinsignalbandbreite

Schätzen Sie für einen geeignet kompensierten, näherungsweise einpoligen spannungsgegengekoppelten Operationsverstärker die Bandbreite mit geschlossener Schleife als GBW geteilt durch Rauschverstärkung. Ein GBW von 1 MHz und Rauschverstärkung 11 ergeben ungefähr 90.909 kHz. Dies ist eine Näherung, keine allgemeine Regel für stromgegengekoppelte oder dekompensierte Verstärker. Invertierende Signalverstärkung −10 hat Rauschverstärkung 11, daher ist 10 für diese Schätzung falsch.

Bei 10 kHz erhält eine einpolige geschlossene Stufe mit 90.909-kHz-Bandbreite ungefähr 0.9940 ihrer Niederfrequenzverstärkung und hat etwa −6.28° Phasenverzögerung. Weitere Pole, kapazitive Last und Layout können dies verändern. Prüfen Sie die Stabilitätshinweise des tatsächlichen Bauteils.

Großsignalgeschwindigkeit

Ein sinusförmiger Ausgang mit Spitzenamplitude Vp benötigt maximale Steigung $2\pi fV_p$. Bei Vp = 1 V und f = 10 kHz sind dies 0.062832 V/μs. Eine angenommene Anstiegsgeschwindigkeit 0.5 V/μs unterstützt diese Steigung, während 100 kHz 0.628319 V/μs erfordern und sie überschreiten. Ein Kleinsignal-AC-Diagramm zeigt keine Großsignalverzerrung durch begrenzte Anstiegsgeschwindigkeit.

Für einen Ausgangssprung 2 V bedeutet dieselbe Grenze mindestens 4 μs Übergang ohne Einschwingen und weitere Dynamik. Prüfen Sie Amplitude, Bandbreite und Anstiegsgeschwindigkeit gemeinsam; eine bestandene Prüfung besteht nicht alle drei. TIs Architekturerläuterung erläutert die Annahmen hinter Verstärkungs-Bandbreiten-Beziehungen. Alle Beispielgrenzen hier sind fiktive Entwurfsangaben und keine Spezifikationen eines benannten Bauteils.