预期和实际单位增益带宽 LM324N

电器工程 运算放大器 单位增益
2022-02-02 18:30:08

我有一个配置为单位增益电压跟随器的 LM324N。分轨电源 +/- 4.5V 使用 AA 电池提供。我知道存在更好的运算放大器,但这仅用于学习目的。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

作为一项实验室练习,我正在测试电路在各种输入频率下的性能,同时保持恒定的输入电压(2V 正弦波)。测试电路以短迹线焊接到原型板上。

在低频(例如 10kHz)下,输出信号紧跟输入信号。然而,在 60kHz 时,输出信号失真(非常类似于三角波形式)并且幅度约为输入信号的 70%。在 1MHz 时,输出的幅度为 0.1V。

阅读数据表,我了解 LM324N 的增益带宽积 (GBP) 为 1MHz,这表明我不应该期望信号在仅 60kHz 时出现显着衰减。1MHz 的 GBP 表明理想带宽为 1MHz,增益为单位。这真的可以实现吗和/或我做错了什么?

2个回答

增益带宽积是一种小信号规格。它仅适用于运算放大器电路保持线性状态的信号。对于传统的差分输入级来说,这大约是 100mV 或更小。

使用相对较高的 2V 频率,您可以很好地进入非线性效应优先的大信号状态。适用于该状态的规范是放大器的压摆率。

压摆率限制是由内部偏置电流对内部(补偿)电容充电的速度造成的。

LM324 的最大输出压摆率为 0.5V/ \$\mu\$秒,因此它无法准确再现超过 2V 幅度的正弦波:

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

要直接查看单位增益带宽,您可以将信号幅度降低到大约 50mV。