运算放大器的增益带宽积(GBW )会怎样影响你的电路并不总是显而易见。宏模型有固定的增益带宽积。虽然你可以深入观察这些模型,当然最好不要瞎弄它们。那么你可以做什么?
你可以使用SPICE 中的通用放大器的模型来检测你的电路对增益带宽积的灵敏度。大多数基于SPICE的电路仿真器包含一个简单的运算放大器模型,因此你很容易就可以修改。
首先将DC开环增益设置为1M(120dB)。然后,主极点的频率(单位为Hz)与其相乘将得到放大器的增益带宽积(单位为MHz)。在这个例子中,10Hz的主极点对应10MHz的增益带宽积。对于5MHz,10MHz 和100MHz 三种不同的增益带宽积,图2分别给出了对应的开环响应。
注意这个简单的模型存在第二个极点(有些人称它为不受欢迎的极点)。有时候,你会想要第二个极点处在一个非常高的频率,比如说10GHz。对于任何合理的增益带宽积,这将会形成一个理想的90°的相位裕量。在这个范例中,我将第二个极点设定为100MHz,等于我仿真时最大的增益带宽积的值。在100MHz增益带宽积的响应中,你可以看到第二个极点的影响,它将会使得开环响应在100MHz的地方开始弯曲。它使得单位增益带宽大约为78MHz,和一个具有78MHz增益带宽积的运算放大器的情况很相似。运算放大器的单位增益带宽和增益带宽积并不一定是相同的值。
对于有源滤波器的设计,很难判断增益带宽积的需求,它是一个可以应用这种技术的很好的例子。图3中使用FilterPro 来设计切比雪夫滤波器,它会给出一些增益带宽积值的推荐,然而它的设计准则可能会比一些情况更严格。对于这个设计而言,它推荐了100MHz或更大的增益带宽积来达到近乎理想的滤波器设计特性。如图2所示,我设定三种增益带宽积(5MHz,10MHz,100MHz)来对设计进行仿真。从结果中可以得出小于100MHz的增益带宽积已经是符合要求的。对于最终的仿真,你应该使用你所选择的运算放大器的宏模型。
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