关于opamp的增益与带宽的一些讨论

iview Post at 2008/9/23 19:21:00

关于opamp的增益与带宽

1opamp的-3db带宽与单位增益带宽的在实际应用中分别有何意义?

2。在设计opamp发现,给定结构的opamp的增益与-3db带宽之积基本为一常数(增益曲线的其他各点也如此),提高增益,3db带宽减小,减小增益-3db带宽可增加,而不管这两者如何变化,单位增益带宽基本保持不变。 那么,怎么优化设计可以提高增益带宽积?

3。感觉有种方法可以提高单位增益带宽。在一般的设计中,在-3db带宽之后到单位增益带宽之前,其增益基本安装-20db/10倍频下降,那么通过适当的添加零极点,可以使增益下降便缓慢,同时保证相位变化相一致,这样可以提高单位增益带宽,可是这样以来,电路结构变得复杂,稳定性问题也难以得到保证。

 

3db在实际应用中应该没有多大的意义,它可以看出opamp主极点的位置,单位增益带宽表示运放具有放大能力的频率范围吧,离开这个范围运放就不再是运放,因为它已没有了放大能力,当然也就不能使用了,

     一定结构的增益带宽积确实是常数,要提高增益带宽积,需要多采用高频响应比较好的电路,比如共栅级和电流模式等,增加左半平面零点也能提高增益带宽积吧,不太清楚,增加零点电路肯定会变复杂的,正所谓有得必有失,有时候电路也不会复杂很多,看你有多好的idea了,我也是缺少实际经验,希望有经验的能解释一下.

 

通常第二极点会设在单位增益带宽之后,以保证运放的稳定性,所以-3db带宽也就和增益一起决定了单位带宽。对普通的两级cmos运放,增加功耗可以增加带宽,好像rf用的都是砷化镓,所以带宽可以做得很大。

 

实际运放中,GB范围内一般均可看成是单极点响应,故3dBGB同大同小,一般有关系:GB=f3dB*A0,因此实际工程中大家都说GB而不是f3dB,对一定结构的电路而言,增益带宽积确实近似为常数,故想做高增益带宽积,必需要重新选电路结构,不同的电路结构有不同的增益带宽积。

 

简单来说你的运放不是要用于反馈吗,不反馈和反馈的f3db是不一样的,不过他们的GBW都是一样的

, m所以一般都只看GBW,对吧

 

不错!!!!

 

在反馈系统中,一般闭环增益=A/1+Af,其中Af分别是开环增益和反馈系数,假设A由低频增益的80db降低到单位增益的0db,那A/(1+Af)不是会变化很大,不能再简单等效于1/f,这再用单位增益带宽衡量,岂不是给闭环的增益带来很大误差?

 

增益*带宽=GWB常数,这个对于单极点的系统是成立的 对于一般的两级运放,为了保证其稳定性,一般都会把第二极点外推到至少5倍的GWB以外,因为相位的下降是快于增益的下降的,因此,增益*带宽=GWB成立

另外,我有个问题,假设一个运放的GWB=16M,那么,接成Av=1的单位增益缓冲器,小于16M的信号都能无失真的输出吗?输入信号的振幅对输出失真有没有影响呢?或者说,振幅小些,频率就可以上高一点?

 

你这里所说的失真(幅度)应该属于大信号特性,与小信号特性是有区别的,如果Vin*A(s)>Vout(max),你的GWB再高,输出信号都会失真;所以大信号特性和小信号特性要分别考虑,不可混为一谈!大信号特性主要由电源电压、晶体管尺寸和工作电流决定,小信号分析主要与尺寸和电流联系较紧(如小信号电阻与电流成反比,寄生电容与尺寸有关),所以在设计的时候应该找到同时满足这两个特性的交集

 

增益带宽积为常数是针对单极点系统而言的,对于多极点系统就不是这个样子的

在我们设计的运放中,因为要应用在反馈系统中,所以都会考虑相位裕度,

对于PM=60来说就要求第一非主极点在单位增益带宽的2.2倍,或者更远处

所以在我们设计的运放中似乎增益带宽积是一个常数.

至于怎么来优化单位增益带宽,主要是考虑功耗,如果功耗要求许可,增大电流,或者说是增大输入管gm,是一种基本的方法.

 

 

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