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

1nnocent

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 [复制链接]

既然提到了privilege，那就来说说我的高傲在哪。

我之前设计过一个信号放大电路，但是带宽达不到要求，找了很久没有找到问题，后面我就放弃了。

写到这里，我的高傲已经尽数体现了。

 

在看2.8.4闭环回路带宽案例之前我始终搞不懂我之前设计的那个放大器到底为什么达不到要求，明明是按照增益带宽积算的，但一到要求的频率点幅值就衰减了，达不到要求。

案例中出现的问题：案例使用AD8505设计信号调理电路，输入幅值为±10mV，频率为10kHz的正弦信号，同相放大6倍。芯片增益带宽积为95kHz，六倍放大，理论带宽可达15.8kHz，但是实际输出时10kHz频点输出幅值为95mV，约为理论输出幅值120mV的0.79倍，衰减了2dB左右。原理图如下：

作者对电路进行了瞬态分析，和AC分析，得出该芯片在此频点达不到设计要求，建议换用芯片AD8628后达到设计要求。

 

尽管使用仿真软件得出了结论，但还是不明白其中的道理，这里就用自己的理解来解释一番。

 

为了说明方便这里也进行了仿真，如下图：

我们都知道理想幅频特性曲线在极点处是一个折线，这里假设这个折点是一段弧线（实际上就是弧线）后面可以验证。

图中1》3》4是理想的幅频特性曲线（红色箭头线），3是折点；而1》2》4是实际的幅频特性曲线（绿色实线）是弧线不是折线。

我们现在回到案例中，如果幅频特性去向是理想的（即图中1》3》4）那么在10kHz频点时是可以达到要求的，因为看图可知理想的曲线在这个频点没有衰减。现在我们使用实际的幅频特性曲线（绿色实线），由图中可以明显看到10kHz频点时输出信号是有衰减的。

图中1点是开始衰减的点，2点是理想曲线折点3对应实际曲线上的点，由图中的白色表格可以看到1点和2点各自的频率增益信息，易得两点之间增益差为3dB，评率差为10.9kHz，看到这里我们可以知道案例中所谓的15.8kHz的带宽中实际上是有11kHz的频段长度是有出现衰减的。看到这里是不是就有答案了？

 

现在我们来验证实际的幅频特性曲线是弧线不是折线。前面我们有得出案例中10kHz频点时输出信号为理论的0.79倍，衰减了2dB。现在给出10kHz点与上图1点的仿真图片：

可以在图中看到10kHz时信号衰减了2.2dB左右，与案例中所得的2dB相近，得出实际的幅频特性曲线是弧线的结论。

所以解决的办法只有换用增益带宽积更高的芯片，使这段弧线在要求频点之外才能符合设计需求，这时候仿真软件就可以很容易得判断出来芯片是否能达到设计要求。

这下也解决了我对之前那个放大器不符合要求的疑问。

1nnocent

当时放大器是作为DDS的缓冲器，增加驱动能力，并做隔离作用（DDS后端有无源滤波器），需要的频率范围为1kHz-8MHz，于是选用了一款增益带宽积为10MHz的放大器（当时也是没有什么实践经验，基本没有留什么余量）。当时的那个运用要求比较高，带内几乎不能有衰减，所以这款放大器在8MHz的频点时衰减量应该快接近3dB了。

当时虽然通过换增益带宽积更高的芯片解决了问题，但是对其中的道理并不懂。

qwqwqw2088

LTspice软件不错，比multisim好用，multisim仿这种电路，最容易收敛了

soso

这种一个经验一个经验收获的感觉真不错。加油。

1nnocent

qwqwqw2088 发表于 2021-5-20 21:32 LTspice软件不错，比multisim好用，multisim仿这种电路，最容易收敛了

是的Multisim我基本上不用，LTspice也有TI的芯片就好了，或者说Tina也出一本这样的书哈哈哈

1nnocent

soso 发表于 2021-5-21 09:05 这种一个经验一个经验收获的感觉真不错。加油。

书上的案例也快没了哈哈哈

soso

1nnocent 发表于 2021-5-21 09:06 书上的案例也快没了哈哈哈

哈哈 ，你设计中发掘发掘，我们也问问作者啥时整下一本书。

1nnocent

soso 发表于 2021-5-21 09:14 哈哈 ，你设计中发掘发掘，我们也问问作者啥时整下一本书。

期待作者的下一本书

人为现象

1nnocent 发表于 2021-5-21 09:05 是的Multisim我基本上不用，LTspice也有TI的芯片就好了，或者说Tina也出一本这样的书哈哈哈

TI 的很多芯片可在官网下载SPICE模型，导入LTspice之后进行仿真，导入的方法参考5.3.3 SPICE新模型导入。

从他人的经验中进一步分析，总结，与再分享是很好的学习习惯，做硬件都是一步步来的，感谢评论与分享。

1nnocent

人为现象 发表于 2021-5-21 22:51 TI 的很多芯片可在官网下载SPICE模型，导入LTspice之后进行仿真，导入的方法参考5.3.3 SPICE新模型导入。 ...

还可以导入模型，那确实很方便啊，那这个应该是目前用过的最好用的仿真软件了。