操作方法
首先要确定单级放大的放大倍数,单级放大的倍数最好不要太大。如果需要放大的倍数比较大,则可以采用多级级联放大的形式来降低单级的放大倍数。 ——这里可以假设输入信号峰值为Vin,频率为f,单级放大倍数为Gain。
确定理论带宽增益积 ——GBW=Gain*f
根据理论计算的带宽增益积选择运放 ——运算放大器的增益带宽积可以在数据手册的“DYNAMIC PERFORMANCE”一栏中找到。 ——为保证不衰减,实际选择的运算放大器的GBW最好是理论计算值的2倍以上。
确定理论压摆率 ——SR = 2*π*f*Vp = SR = 2*π*f*Vin*Gain ——注意:按照这个公式计算出来的的SR的单位是V/s,但是数据手册一般给出的是V/μs,所以这个计算值还需要除以10^6才和数据手册中的量级一致。 ——为什么要计算压摆率?因为压摆率一定,可以看到运放的实际带宽是与输出电压峰值成反比的,所以在放大大信号的时候的带宽实际是受压摆率限制的。
确认在步骤3中选择的运算放大器的压摆率是否大于步骤4中的计算值,如果比步骤4中的计算值小,就需要重新选择,最终达到增益带宽积和压摆率都满足为止。 ——压摆率也可以在数据手册的“DYNAMIC PERFORMANCE”一栏中找到。
举例说明 ——比如要将一个输入峰值电压为0.1V,频率为50kHz的信号放大5倍,理论GBW为0.25MHz,SR为0.157V/μs,所以可以选择一个GBW为1MHz,压摆率为1V/μs的运算放大器。 ——其他条件不变,输入峰值电压改为1V,此时的GBW还是为0.25MHz,但是SR变成了1.57V/μs,显然再采用压摆率为1V/μs的这个运算放大器就不行了。 ——如下图所示,压摆率不够会引起输出失真。