Tengo un circuito de amplificador operacional que no invierte, y cada rama tiene una resistencia y un condensador en paralelo. El op-amp que estoy usando es un LM741. El circuito funciona como se espera para entradas sinusoidales de hasta 10 kHz, pero una vez que alcanza los 20 kHz, la ganancia aumenta repentinamente más de lo esperado. ¿Puede alguien explicar por qué esto está sucediendo? (es decir, ¿por qué hay la pequeña joroba en el diagrama de Bode?).
Como ya mencioné en mi breve comentario, el motivo del pico es el margen de fase que es demasiado bajo (según mi aplicación de simulación solamente. 10-15 grados .). Por lo tanto, hemos ganado el pico de la aplicación. 20 dB en la aplicación. 250kHz.
Este pico es causado principalmente por el capacitor de entrada de 47nF (junto con las características de frecuencia de opamps). Este condensador causa un retraso de fase adicional (reducción del factor de realimentación) en el rango de frecuencia crítica (donde la ganancia del bucle es muy pequeña). Por ejemplo, una reducción a 4.7nF da un margen de fase incrementado de la aplicación de 40 grados. y una ganancia máxima de la aplicación. Sólo 5 dB.
Por supuesto, este efecto se debe ver en relación con la respuesta de bucle abierto del opamp (en particular, con los polos de alta frecuencia, como lo menciona owg60). Otro operador con una mayor frecuencia de tránsito mostrará un mejor rendimiento.
Nota: todas las simulaciones se realizaron utilizando el modelo LM741NS SPICE.
EDIT (pregunta): ¿Por qué 15 dB de ganancia (teórica) para grandes frecuencias?
El 741 se compensa de tal manera que tiene un polo dominante alrededor de 10Hz. Si calcula que su ganancia de baja frecuencia es de aproximadamente 100db, a 100 kHz solo le quedan 20db. No se parece mucho a un opamp en este punto. Tiene polos adicionales de mayor frecuencia. Hice un análisis rápido de sondeo cero de su circuito y encontré un par complejo en W = 39K +/- j730k. esto es un poco diferente a su pico, pero eso podría ser diferencias de modelo. Si su simulador realiza un análisis de sondeo / cero, mostrará un par complejo alrededor del pico que está viendo.
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