增益带宽积是运算放大器的重要参数之一,指的是运放的增益和带宽的乘积,这个乘积是个常数,且等于运放的开环增益穿越0dB的时候的频率。
以运放opa2333为例,在datasheet中可以查到GBW这个参数,是350kHz。在开环增益频率曲线中可以看到,当增益穿越0dB时对应的频率也是350kHz.
G是闭环增益(计算GBW时按放大倍数算),BW是运放的带宽限制。也有的材料说Gain是开环增益,其实单独对于增益带宽积而言,带宽频点的开环增益和闭环增益非常接近,可以近似认为是一样的,下文就介绍具体原因。
我们以同相放大电路为例进行具体分析,下图是同相比例放大电路的示意图,它的闭环放大倍数A:
F是反馈系数,G和F的计算过程在以前的文章中有过详细介绍。
《虚短虚断是怎么来的?长篇好文介绍深度负反馈》
https://www.dianyuan.com/eestar/article-4845.html
如果闭环放大倍数是100,手册中GBW是350kHz,那么理论上带宽BW=350/100=3.5kHz。
下图画出了开环增益频率曲线Go和闭环增益频率曲线Gc,Go和Gc的交点处,二者大小相等,闭环增益Gc相比于低频时20log(1/F)下降了3dB,此时的频率Fc就是3dB带宽。当频率低于Fc时,开环增益Go和闭环增益Gc不同,当频率超过Fc时二者大小一样 ;随着频率继续增大,Go、Gc曲线穿越0dB时的频率即为增益带宽积。
我们重新设置放大电路的电阻,得到一个新的增益Gc’,见上图,我们再取一个闭环增益Gc’,Gc’降低3dB与Go相交时的频率为Fc’,如果把纵坐增益换成放大倍数A,那么A(Gc)与Fc的乘积约等于A(Gc’)与Fc’的乘积,这个乘积就是常数GBW。
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