单位增益带宽的放大器是什么?
关键的外卖
增益和带宽的放大器是成反比的,他们的关系概括为单位增益带宽。
单位增益带宽定义的频率放大器的增益等于1。
相对应的频率单位增益可以提取电路模拟使用频率扫描。
在设计这种类型的放大器时,您需要确定带宽增益积,也称为单位增益带宽。
设计放大器电路是很困难的,有许多要考虑的重要参数。从被动者的值到晶体管的材料参数将决定可用的放大器的增益和带宽。虽然你可以从第一原理计算最大增益和带宽,有一些简单的方法来量化你的放大器电路将如何表现。
在设计AC放大器时,一个重要的参数是单位增益带宽,带宽增益积有关。很好地总结了这一重要参数交流一个放大器的性能而占逆增益和带宽之间的关系。如果你设计一个放大电路、执行电路模拟,你可以从结果中提取单位增益带宽与正确的电路分析工具。
定义单位增益带宽
单位增益带宽的放大器就是一个输入的频率信号的开环增益等于1。注意,开环增益测量的最大增益放大器,当它不存在组件的反馈循环。一个完美的理论开环增益放大器是无限的,但真正的开环增益值范围的100000以上。
单位增益带宽的定义意味着开环增益是频率的函数。对于一个给定的差分输入在一个特定的频率,输出电压,因此开环增益,也将一个函数的频率。换句话说,在某些频率f,我们有一个具体的开环增益。的一个运放的开环增益在线性政权运营如下所示:
在这个运放,我们源一个正弦信号与给定频率。给美国在线(AOL) = 1的信号频率的单位增益带宽放大器。
在某些时候,当我们增加频率的差分输入,开环增益将会下降到1。这个频率被称为单位增益带宽。请注意,这个定义假设我们使用的标准定义带宽,它有其自身的细微差别。
放大器对于交流的应用程序,如射频放大器,需要设计来适应一个特定范围的信号,这是通常被称为一个电路的带宽。“带宽”一词可能会让你感到困惑,特别是非技术人员。本质上,组件的带宽指的是组件必须的操作的频率范围。的信号,带宽是指信号占据整个光谱范围。离散谐波组成的信号(比如,一个数字信号),可以无限带宽,所以我们必须切断在某些极限频率带宽。这同样适用于放大器;一个放大器可以接受任何频率,但其获得的频率趋于无穷时将接近零。
在上面的单位增益带宽的定义中,我们假设放大器的带宽扩展从直流到无穷。因此,我们定义从直流放大器的带宽扩展到单位增益带宽的频率。这仅仅是正确的在一个特定的频率范围,必须清楚地说明在描述放大器的交流行为。等信号调制模拟信号可能有更复杂的频率的内容。你的目标在放大器设计:
最大化放大器的带宽,以便它可以接受广泛的频率。
确保单位增益带宽远远大于信号带宽提供所需的增益。
单位增益带宽决定了什么?
很多因素导致单位增益带宽:
波兰人的数量在放大器的传递函数。
反馈回路中的任何活性成分或输入连接。
垫等寄生电容在输入和键合线电感。
任何半导体电路的结构元素使用的放大器。
第一两个点以上,真正的带宽的放大器将无功部分过滤器可以修改的反馈回路的输入,它将充当过滤器。例如,将一个高通滤波器对输入移动带宽的下缘远离直流和更高的频率。
后者上面两点关于寄生相当于第一个2分。寄生在PCB布局或组件包装简单地添加一些反应性电路的传递函数。这些影响不成为明显的,直到我们得到非常高的频率(mmWave),但他们将变得更加重要,因为更多的设备开始定期操作在这个范围内。也是如此的半导体的结构元素,也有自己的寄生现象(例如,在MOSFET栅极电容)。
从模拟确定单位增益带宽
单位增益带宽为组件或放大器电路可以从频率扫描确定模拟与线性放大器操作制度。这需要使用香料模型对你的放大器电路和其他组件。简单地扫描电路中的源频率与开环增益足够高值增益下降到0 dB和检查。这个频率是单位增益带宽(见下文)。
例子为一个运放增益谱显示单位增益带宽。
设计和模拟放大器电路可以很复杂,但正确的组PCB设计和分析软件使这个过程简单。的从节奏前端设计特点与强大的集成PSpice软件模拟器,给你你所需要的工具来计算放大器性能的重要指标,包括单位增益带宽。一旦你创建了一个PCB布局,节奏也各有自己的一套SI /π分析工具对布线后的验证和仿真。你会获得一整套设计和优化功能。
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