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一粒金砂(高级)

读好书《运算放大器参数解析与LTspice应用仿真》07 压摆率与满功率带宽案例分析 [复制链接]

本帖最后由 1nnocent 于 2021-5-26 12:18 编辑

之前玩运放的时候对压摆率有一定的了解,但是没有具体算过,如果运放出现了由压摆率引起的失真时还是能很容易地判断出来的。

书中2.10.4 压摆率与满功率带宽案例分析中对案例中压摆率与满功率带宽引起的问题进行了计算分析和仿真分析。

现在跟着书上的分析记录学习的过程。

案例中的问题:该案例使用AD8065设计缓冲电路,输入信号幅值为±0.1-±1V、频率为10MHz-30MHz的正弦波。在输入信号为±1V时,信号频率超过20MHz,电路输出信号失真。

经作者分析是由满功率带宽限制引起的问题,更换压摆率更高的ADA4817,解决了案例中的失真问题。

满功率单宽计算公式:

FPBW=\frac{SR}{2\pi Vp}=\frac{180V/\mu s}{2\pi \times 1}\approx 28.7MHz

原理图:

image.png 这里也和书上一样进行了仿真,现在给出仿真的波形(波形数量较多,这里不一一标出每个波形的频率,这里看一下趋势就好):

image.png 由公式算出的满功率带宽28.7MHz,对应上图中灰色波形,可以看到该波形接近三角波,这种波形就是收到压摆率限制引起的失真。但是案例中20MHz时便产生了失真,为了做对比将频率步进值改成10MHz,再次进行仿真。

频率步进值为10MHz仿真波形:

image.png 其中绿色波形为10MHz、蓝色波形为20MHz、红色波形为30MHz。这就很容易看出三个频点的失真程度。这里可能会产生疑问案例中说20MHz时开始失真,但是仿真波形中20MHz看似并没有失真(这里较严格,经验较丰富的工程师可能可以看出失真)。这里需要注意的一点是,这种失真是一个渐变过程,并不是到达计算出的28.7MHz才突然产生的失真,20MHz可能只是产生失真的开始部分,这个和上一个帖子 读好书《运算放大器参数解析与LTspice应用仿真》06 闭环回路带宽案例  幅频特性曲线在“折点”处是一段弧线线而不是一段折线 是一个道理。

而在28.7MHz时与图中红色波形频率相近,可以看出此时的失真较明显,说明按照公式计算出来的满功率带宽来设计电路是会出现问题的,这几需要我们做出适当的余量,而做好这个事情的关键是灵活使用仿真软件进行必要的验证。

此案例是本书中最后一个,测评到这里告一段落了,仿真软件的操作在案例分析中也有涉及

此帖出自模拟电子论坛

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很详细。

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