¿Cómo conectar los amplificadores operacionales en serie en altas frecuencias?

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Supongamos que tengo una señal de 50MHz con una amplitud pk-pk de 300 mV y quiero amplificarla a 8v pk-pk. Para este propósito seleccioné AD8055 . Este es un VFO de 300MHz que es adecuado para este propósito. Seleccioné los valores de resistencia de acuerdo con su hoja de datos (Tabla 3 página 16). Como la ganancia máxima con esa configuración es 10, necesito dos amplificadores operacionales conectados en serie (esquema a continuación) con la esperanza de que el primer dispositivo produzca una ganancia de 10 veces y el segundo uno a 2.2.

El primero produce un 3 voltios que está bien. pero la ganancia del segundo nunca es superior a 1 (el total nunca supera a x10).

Este problema solo se ve en altas frecuencias (en frecuencias más bajas, como 1MHz, puede generar una salida de 9v pk-pk). La tensión de alimentación es de +/- 5v. La primera salida es 3v pk-pk que está muy por debajo de la entrada máxima (+/- 2.5v) para la segunda.

Intenté usar diferentes resistores (un Pot) entre 100ohms-1k pero la segunda ganancia del Op-Amp nunca supera a 1. También intenté atenuar el voltaje de entrada (lo reduje a 100mv). En este caso, la primera salida se convierte en 1v (ganancia = 10) y la segunda salida puede exceder la unidad (alcanza la ganancia = 3), pero finalmente la salida total es 3v pk-pk todavía.

¿Hay alguna consideración que me esté perdiendo?

    
pregunta Aug

4 respuestas

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Pruebe dos CFO cada uno con una ganancia de √ (8 / 0.3) = 5.16.

Como saben, los VFO tienen un producto de ancho de banda de ganancia, lo que significa que el ancho de banda disminuye a medida que aumenta la ganancia. Si coloca dos VFO en una cascada, como lo ha hecho en su circuito, el ancho de banda de todo el sistema está limitado por el ancho de banda más bajo de cualquiera de los VFO. Por lo tanto, ambos VFO deben tener una ganancia lo más pequeña posible. Esto se logra cuando la ganancia de cada VFO es la raíz cuadrada de la ganancia total del sistema, en este caso √ (8Vpp / 0.3Vpp) = 5.16. Los CFO son mucho menos susceptibles de cambiar el ancho de banda en función de la ganancia, pero como la frecuencia es tan alta, vale la pena considerarla.

[Original] Es posible que desee considerar el uso de un enfoque de amplificador de retroalimentación actual. Pueden ser órdenes de magnitud más rápidos que los amplificadores de realimentación de voltaje y su ganancia se ve mucho menos afectada por la frecuencia.

    
respondido por el Atuos
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Si observa la hoja de datos (página 4, características de salida ... también figura 30 en la página 11) verá que el AD8055 no está especificado para más de +/- 3V de salida con +/- 5v de alimentación. Por lo tanto, la salida está fuera del rango dinámico.

    
respondido por el gsills
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Mi conjetura sería que para tales cambios de salida grandes, se está ejecutando en limitaciones de velocidad de giro de salida, que se especifican a 750V / µs, o 0.75V / ns para ese chip con ganancia establecida en 2 y 4V paso de salida.

Además, observaría que el producto de 300 MHz de ancho de banda de ganancia significa que solo obtendrá (el mejor de los casos) una ganancia de 6 en cada etapa a 50 MHz, y esto supondría que no habrá retroalimentación negativa. Tenga en cuenta que estos números de ancho de banda representan puntos de -3 dB, por lo que la ganancia real en la frecuencia de esquina será 0.707 × el valor "nominal".

Pero finalmente, tenga en cuenta que solo se garantiza que el swing de salida para el chip sea de ± 2.9V, con un valor típico de ± 3.1V.

    
respondido por el Dave Tweed
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  1. Necesitará opamp de riel a riel para 8Vp-p con voltaje de alimentación de 5V. Las etapas de salida normales consumirán al menos 1.5 V con distorsiones elevadas.

  2. Estos 300MHz son para K = 1; Para K = 10 se obtiene una frecuencia máxima de 30MHz.

  3. 2 etapas a 30MHz te dan menos de 30MHz a un nivel de -3dB.

Por lo tanto, necesita 2 etapas con menor ganancia (pero mayor BW) - 5 por ejemplo. Y opamp con Ft al menos 500MHz y al menos 1000V / us

¿Algo así como LT6200-5? (Después de algunas comprobaciones, NO, tiene solo 200V / us y es muy lento para 8V p-p)

Por cierto, existen los llamados amplificadores de video con ganancia fija / programable. No son exactamente opamps, pero son mucho más rápidos.

    
respondido por el johnfound

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