En cascada de un amplificador operacional en una pregunta de frecuencia deseada

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Tengo un laboratorio práctico con las instrucciones

"Demuestre un circuito amplificador operacional que puede consistir en uno o dos amplificadores operacionales con una ganancia de X (± 10%) y una frecuencia de -3dB superior a YkHz. El signo de ganancia puede ser + o -". p>

Comprendo el funcionamiento y la construcción de un amplificador, y esta es la segunda vez que hago este laboratorio, ya que lo arruiné la primera vez. La primera vez que me pidieron que diseñara un amplificador con una ganancia de 80 con una frecuencia de alrededor de 1 kHz. Usé un circuito similar al que se muestra a continuación para hacer esto. Obviamente, mis valores de resistencia eran diferentes porque necesitaba una ganancia diferente.

Según tengo entendido, según el signo de la ganancia se determina si usé la no inversión (-R2 / R1) o la ecuación de inversión (1 + R2 / R1). Usando estas ecuaciones y la ganancia deseada, puedo elegir valores de resistencia que den mi ganancia deseada. También entiendo que si la ganancia deseada es lo suficientemente alta, tendré que conectar en cascada los amplificadores operacionales. Lo que me confunde es el diseño alrededor de la frecuencia deseada de -3dB. Supongo que me gustaría que alguien me explicara dónde interviene la frecuencia de -3dB en el diseño de un circuito de amplificador operacional.

    

1 respuesta

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Lo que me confunde es el diseño alrededor de la frecuencia deseada de -3dB

Creo que la pregunta es probar tu comprensión de la ganancia de bucle abierto para un amplificador operacional y cómo cambia el punto 3dB a medida que disminuyes la ganancia con resistencias de realimentación. Por ejemplo: -

Enelejemploanterior,lasresistenciasderealimentaciónydeentradaseeligendemodoquelagananciade"bucle cerrado" en DC sea 20 dB (un valor de ganancia de número real de 10). En este nivel de amplificación, puede ver que el amplificador operacional se agotará en una frecuencia de aproximadamente 50 kHz. Este es el punto aproximado de 3 dB (medio punto de potencia). Si elegimos una ganancia de bucle cerrado de 55 dB (G = 560), el punto de 3 dB sería mucho menor a 1 kHz.

Como nota aparte, esto introduce el concepto de que el amplificador operacional tiene un valor numéricamente fijo (bueno, bastante fijo) de ganancia x ancho de banda a menudo llamado GBWP o producto de ganancia de ancho de banda. G = 10 y BW = 50 kHz está bastante cerca de G = 560 y un BW de 1 kHz. Estoy seguro de que con una mejor imagen de la ganancia de bucle abierto sería numéricamente bastante cerca en ambos escenarios.

Entonces, con dos amplificadores operacionales en cascada, el mejor (más alto) punto de 3 dB que puede obtener es cuando ambos tienen la misma ganancia porque, si uno tenía una ganancia mucho más pequeña que la otra, el dispositivo funcionaba con la ganancia más alta dictaría el punto de 3 dB y esto será inevitablemente menor que si ambas ganancias (y los dos amplificadores operacionales) son iguales.

    
respondido por el Andy aka

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