¿Cómo selecciono el amplificador operacional correcto para amplificar una onda sinusoidal de alta frecuencia (500 kHz)

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Estoy trabajando con transductores ultrasónicos (12 mm de diámetro, 500 kHz). Con mi configuración física actual, el transmisor está excitado con una onda sinusoidal de 3.3V p-p. El receptor muestra una onda sinusoidal limpia y agradable con alrededor de 20 mV p-p.

Quiero amplificar esta señal de salida a aproximadamente 10 veces la amplitud (~ 200mV) o mayor. He investigado los amplificadores operacionales para este propósito, y he aprendido que los amplificadores operacionales tienen "tasas de variación" y "anchos de banda". No pude encontrar ningún material de referencia claro sobre cómo elegir los parámetros correctos del amplificador operacional para mi aplicación específica.

¿Puede alguien proporcionar algunos consejos sobre esto?

    
pregunta TDL

3 respuestas

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En términos generales, el ancho de banda del circuito de circuito cerrado disminuirá en proporción a la ganancia del circuito. Dicho de otra manera, muchos amplificadores operacionales pueden caracterizarse por un "producto de ancho de banda de ganancia" constante, lo que significa que el ancho de banda de ganancia x es un valor constante, y la ganancia se compara con el ancho de banda a medida que ajusta la retroalimentación en su diseño.

Entonces, si un amplificador operacional anuncia un ancho de banda de 1 MHz a una ganancia de 1, entonces puede esperar un ancho de banda de 100 kHz a una ganancia de 10.

O, puesto que es más útil para usted, desea buscar un amplificador operacional con un ancho de banda superior a 5 MHz (para la configuración de ganancia de uno). Probablemente desee agregar algo de margen, porque el ancho de banda especificado es para una caída de 3 db desde la ganancia de baja frecuencia. Por lo tanto, para obtener una ganancia máxima a 500 kHz, necesitará un amplificador operacional con un ancho de banda de ganancia de 1 algo superior a 5 MHz. Una especificación de 10 o 20 MHz puede ser un buen lugar para comenzar, por un mínimo.

Pero los dispositivos de 100 MHz (y superiores) están fácilmente disponibles y le permitirían controlar el ancho de banda con componentes externos, por lo que es posible que prefiera esa ruta.

La regla de ganancia constante x ancho de banda sale por la ventana si empiezas a hablar de los amplificadores operacionales de realimentación actuales. Pero para 500 kHz, no deberías tener que ir allí.

En cuanto a la velocidad de respuesta, simplemente necesita calcular cuál es la velocidad de respuesta de su señal de salida deseada (tome la derivada de la sinusoide y calcule la velocidad de pendiente real en V / s), y elija una opción amplificador que ofrece una mayor velocidad de giro que eso.

Finalmente, si el rendimiento es importante para usted, simule su circuito y verifique el rendimiento de CA (para ancho de banda) y la respuesta transitoria (para limitaciones de velocidad de giro) antes de finalizar su diseño.

    
respondido por el The Photon
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Debes prestar atención a dos cosas: 1) GANAR EL PRODUCTO DE ANCHO DE BANDA, y 2) LA TASA DE MANGA.

El producto de ancho de banda de ganancia es una aproximación de primer orden de que el producto de la ganancia y el ancho de banda está cerca de una constante. Por lo tanto, para su aplicación de 500 kHz, con una ganancia de 10, necesita un producto de ancho de banda de ganancia (suponiendo un paso de amplificación) de 5MHz. Si desea dividir esto en dos etapas de ganancia (que PUEDEN ser factibles) de alrededor de 3 cada una, estaría mirando alrededor de 1.5 MHz. Tiendo a agregar alrededor del 20% a la especificación como un hábito.

A continuación, si examina la velocidad de giro, necesita 200 mV a 500 kHz. Por lo tanto, la tasa máxima de cambio 0f una sinusoide de 200 mV a 500 kHz es de 0,2 V * 2 * pi * 500 k, o aproximadamente 630 KV / s, o 630 V / ms. Necesita una velocidad de desplazamiento mayor que esta

    
respondido por el Scott Seidman
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El producto de ancho de banda de ganancia, la velocidad de respuesta y el ruido son importantes. Conecté estos (y algunos otros) valores en el motor de búsqueda de Linear Technologies y subí tres ofertas: -

Laimagenesmásparademostrarelsitiowebylofácilqueescentrarseenloquepodríadesear.Preseleccionélosamplificadoresoperacionalesde"bajo ruido" y pedí: -

GBW = > 10MHz Velocidad de giro = > 5V / us Abastecimiento < = 5mA Vsupply = > 5V

También agregué algunos toques más como una salida de riel a riel seleccionada y un suministro único solo para reducir el campo. Creo que la mejor opción se ve bien el LT6202. Esto debería llevarlo a la misma página de selección.

LT6202 vale la pena considerar Y también me gustaría echar un vistazo a Analog Devices y todos los sitios habituales como TI y Maxim.

    
respondido por el Andy aka

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