Wie wirkt sich die Bandbreite eines Operationsverstärkers auf seine Anstiegszeit bei einem Schritteingang aus?

Kann die Verbindung zwischen den beiden nicht finden. Ich habe einen Fehlerverstärker, der mit einem analogen Signal gespeist wird. Ich variiere das GBW des Operationsverstärkers, um festzustellen, wie sich sein GBW auf die Anstiegszeit des Ausgangs auswirkt. Aus meinen Spice-Simulationen erhalte ich nur, dass das Erhöhen der Bandbreite die nieder- und hochfrequenten Spannungswelligkeiten des Ausgangs verringert. Eine höhere Bandbreite scheint eine schnellere Anstiegszeit zu ergeben, aber ich verstehe nicht, warum das so ist.

Sie haben uns die Open-Loop-Bandbreite des Operationsverstärkers gegeben. Um Tonys Gleichung anzuwenden, müssen wir die Bandbreite des geschlossenen Regelkreises kennen. Messen Sie es oder posten Sie die Schaltung.
Ihr Operationsverstärker hat eine Verstärkung von 3, teilen Sie also Ihr GBW durch 3, um die Bandbreite des geschlossenen Regelkreises zu erhalten. Für den 250 Hz GWB wäre die BW 83 Hz. Wenn Sie sich Ihr unteres Diagramm ansehen, sollten die 25 Hz größtenteils intakt durchkommen, aber sie sind ziemlich gedämpft. Irgendetwas ergibt keinen Sinn. Sind Sie sicher, dass das GBW für das untere Diagramm 250 beträgt? Wenn Sie diese Schaltung besser verstehen möchten, analysieren/simulieren Sie jeden Eingang separat.
Ja, ich bin sicher. Danke, ich werde deinen Vorschlag ausprobieren.
Bei größeren Signalen ist oft die Flankensteilheit limitierend, nicht die GBW.

Antworten (3)

Die Anstiegszeit ist umgekehrt proportional zu LPF (Tiefpassfilter) –3 dB BW für einen einfachen Filter 1. Ordnung.

T 10   T Ö   90 % = 0,35 F B W − 3 D B

Sie können jedoch nicht die Dauer von 10 % bis 90 % mit einer überlagerten Sinuswelle messen.

Für ein gegebenes Open-Loop-GBW-Produkt ist BW = GBW/Gewinn-Closed-Loop.

BW kann auch mit externen CR-Filtern mit Gegenkopplung reduziert werden.

Für die Anstiegsgeschwindigkeit bei großen Signalen bestimmt der aktive Strombegrenzer diese in einer festgelegten Referenzkappe. Belastung

dV/dt= IC/C

Wie würde eine größere Bandbreite den -3dB-Punkt ändern/beeinflussen?
obere BW wird durch den -3dB-Punkt definiert
Wenn ich es richtig verstanden habe, verschiebt eine höhere Bandbreite den oberen BW höher und verschiebt somit auch den -3dB-Punkt, was zu einer kürzeren Anstiegszeit führt?
Ja, ich denke du hast es jetzt verstanden

Der Name enthält einen Hinweis - die Verstärkungsbandbreite beschreibt die Verstärkung bei einer bestimmten Frequenz, und daher werden Signale mit höherer Frequenz (oder im Fall einer Stufenfunktion Komponenten mit höherer Frequenz des Eingangssignals) eine geringere Verstärkung erfahren als Komponenten mit niedriger Frequenz. wenn das GBW der limitierende Faktor ist.

Um ein wenig zu erweitern: Bei einer moderaten Verstärkung (z. B. 10) und einer moderaten Eingangsfrequenz gibt eine Verstärkerschaltung das 10-fache des Eingangssignals aus, begrenzt nur durch den am Ausgang verfügbaren Spannungshub. Bei höheren Frequenzen kann der Ausgang durch das GBW und/oder die Anstiegsgeschwindigkeit, die der Verstärker erreichen kann, begrenzt sein.

Was mir geholfen hat, eine Intuition aufzubauen, war, an Signale in der Frequenzperspektive zu denken. Wenn Sie versuchen, ein "diskontinuierliches Signal" (wie einen Impuls) im Zeitbereich wiederherzustellen, benötigen Sie immer höhere Frequenzen, um die Flanke immer steiler zu machen. Aus diesem Grund hat eine Rechteckwelle eine unendliche Fourier-Entwicklung. Dies liegt in der Natur von Sinusschwingungen, sodass ein sehr schneller Anstieg im Zeitbereich einen hohen Frequenzgehalt bedeutet.

Wenn Sie nun Systeme mit geringer Bandbreite haben, bedeutet dies, dass Sie den Hochfrequenzinhalt unterdrücken. Und keine hohe Frequenz bedeutet, dass die Flanken nicht so steil sind und es bedeutet letztendlich, dass die Anstiegszeit langsam ist. Wenn Ihre Bandbreite höher ist, werden die hochfrequenten Inhalte nicht so stark unterdrückt, daher eine schnellere Anstiegszeit.

Daher ist dies von Natur aus eine Regel unter Schaltungsdesignern geworden: Niedrige Bandbreite = langsame Schaltungen. Dies hat jedoch viel Theorie und Mathematik im Hintergrund.

Wie wirkt sich die Bandbreite eines Operationsverstärkers auf seine Anstiegszeit bei einem Schritteingang aus?
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