Ancho de banda de ganancia unitaria esperado y real LM324N

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Tengo un LM324N configurado como un seguidor de voltaje de ganancia unitaria. La fuente de alimentación de riel dividido +/- 4.5V se proporciona con baterías AA. Soy consciente de que existen mejores opamps, pero esto es solo para fines de estudio.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Como ejercicio de laboratorio, estoy probando el rendimiento del circuito en varias frecuencias de entrada mientras mantengo un voltaje de entrada constante (onda sinusoidal de 2 V). El circuito de prueba está soldado en una placa de prototipos con trazas cortas.

En las frecuencias bajas (por ejemplo, 10 kHz), la señal de salida sigue de cerca a la señal de entrada. Sin embargo, a 60 kHz, la señal de salida está distorsionada (se asemeja mucho a una forma de onda triangular) y tiene una amplitud de aproximadamente el 70% de la señal de entrada. A 1MHz, la salida tiene una amplitud de 0.1V.

Al leer la hoja de datos, entiendo que el LM324N tiene un Producto de Ancho de Banda de Ganancia (GBP) de 1MHz, lo que me sugiere que no debo esperar una atenuación significativa de la señal a solo 60kHz. Un GBP de 1MHz sugiere un ancho de banda de ideal de 1MHz en una ganancia de unidad. ¿Es esto realmente alcanzable y / o he hecho algo mal?

    
pregunta Pzy

2 respuestas

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El producto de ancho de banda de ganancia es una especificación de señal pequeña . Solo se aplica a señales bajo las cuales el circuito del amplificador operacional permanece en un régimen lineal. Eso es del orden de 100 mV o menos para una etapa de entrada diferencial convencional.

Con la frecuencia relativamente alta de 2V que está aplicando, está bien en un régimen de señal grande en el que los efectos no lineales tienen prioridad. La especificación que se aplica en ese régimen es la velocidad de giro del amplificador.

Las limitaciones de la velocidad de giro se deben a la rapidez con que las corrientes de polarización internas pueden cargar las capacidades internas (compensación).

    
respondido por el Edgar Brown
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El LM324 tiene una velocidad de giro de salida máxima de 0.5V / \ $ \ mu \ $ seg, por lo que no podrá reproducir con precisión una amplitud de 2V onda sinusoidal de más de alrededor:

\ $ f_ {SR} = \ frac {0.5 \ cdot10 ^ 6} {2 \ cdot \ pi \ cdot2} \ approx 40kHz \ $

Para ver la unidad de ganancia de banda directamente, puede reducir la amplitud de su señal a quizás 50 mV.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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