Skip to content
RFrftools.io
General

연산 증폭기 폐쇄 루프 대역폭 계산기

GBW에서 연산 증폭기 폐루프 대역폭을 계산하고, 10-90% 상승 시간을 결정하고, 안정성을 확인합니다.앰프 설계에 필수적입니다.무료로 즉시 결과를 얻을 수 있습니다.

Loading calculator...

공식

BW=GBWACL,tr=0.35BWBW = \frac{GBW}{A_{CL}},\quad t_r = \frac{0.35}{BW}

참고: Texas Instruments, "Op Amp Applications Handbook"

GBW— 게인 대역폭 곱 (Hz)
A_CL— 클로즈드 루프 게인 (V/V)
BW— -3dB 대역폭 (Hz)
t_r— 10-90% 상승 시간 (s)

작동 방식

연산 증폭기 대역폭 계산기는 오디오 증폭기설계, 액티브 필터 합성 및 고속 신호 컨디셔닝에 필수적인 게인 대역폭 곱 (GBW) 에서 폐루프 대역폭을 계산합니다.아날로그 설계자, 오디오 엔지니어 및 데이터 수집 전문가는 이를 사용하여 앰프 대역폭이 신호 요구 사항을 초과하고 충분한 여유를 두었는지 확인합니다.Horowitz & Hill 'Art of Electronics' (제3판, p.233) 에 따르면 전압 피드백 연산 증폭기의 경우 대역폭 × 게인 = GBW (상수).게인 = 100인 10MHz GBW 연산 증폭기의 대역폭은 100kHz에 불과합니다.상승 시간은 대역폭과 관련이 있습니다: t_rise = 0.35/BW (단극 응답의 경우 10%-90% 상승 시간).다단계 증폭기의 경우 총 대역폭은 n개의 동일한 스테이지에 대해 BW_total = BW_single / √n 를 따릅니다.

계산 예제

TL072 (GBW = 3MHz) 을 사용하여 총 게인이 1000 (60dB) 이고 대역폭이 50kHz 이상인 3단계 오디오 프리앰프를 설계하십시오.옵션 1: 싱글 스테이지 게인 = 1000, 대역폭 = 3MHz/1000 = 3kHz — 충분하지 않습니다.옵션 2:3단계 게인 = 각 10단계, 스테이지당 대역폭 = 3MHz/10 = 300kHz.총 대역폭 = 300kHz/√3 = 173kHz — 3.5배의 마진으로 50kHz 요구 사항을 초과합니다.스테이지당 상승 시간: t_r = 0.35/300kHz = 1.17μs. 캐스케이드 라이즈 타임: t_r_total = √(3 × 1.17²) = 2.0μs. 슬루레이트 체크: 20kHz에서의 10V 피크의 경우 SR_min = 2π × 20kHz × 10V = 1.26V/μs. TL072 SR = 13V/μs 10배의 마진을 제공합니다.

실용적인 팁

  • ✓제어 시스템 설계 지침에 따라 최대 신호 주파수에서 1° 미만의 위상 오차를 유지하기 위한 BW > 5배 신호 대역폭에 맞게 설계
  • ✓게인이 10을 초과하는 경우 데이터시트의 위상 마진을 확인하십시오. 일부 연산 증폭기에는 진동을 방지하기 위해 외부 보정 커패시터가 필요합니다.
  • ✓전류 피드백 증폭기 (AD8009, OPA695) 를 사용하여 게인에 관계 없이 일정한 대역폭을 제공합니다. BW > 100MHz가 필요한 비디오 및 RF 애플리케이션에 적합합니다.

흔한 실수

  • ✗GBW가 모든 이득에서 유효하다는 가정 — GBW는 위상 마진 저하로 인해 매우 낮은 이득 (<2) 에서 감소합니다. 데이터시트 보드 플롯에서 확인
  • ✗다단계 대역폭 감소 무시 — 동일한 세 단계를 중첩하면 캐스케이딩 공식에 따라 √3 = 1.73 의 배수로 총 대역폭이 감소합니다.
  • ✗GBW와 슬루레이트 혼동 — GBW는 작은 신호 대역폭을 제한하고 슬루레이트는 큰 신호 대역폭을 제한합니다.본격적인 작동을 위해서는 둘 다 검증되어야 합니다.

자주 묻는 질문

GBW는 오픈 루프 게인이 단위 (0dB) 로 떨어지는 주파수이며, 범용 연산 증폭기의 경우 일반적으로 1-100MHz입니다.전압 피드백 유형의 경우 폐루프 대역폭 = GBW/게인.게인 = 10인 LM358 (GBW = 1MHz) 은 100kHz 대역폭을 갖고, 동일한 게인의 OPA2134 (GBW = 8MHz) 은 800kHz 대역폭을 갖습니다.
전압 피드백 연산 증폭기의 반비례: BW = GBW/게인.게인을 두 배로 늘리면 대역폭이 절반으로 줄어듭니다.게인 = 1 (단위 게인 버퍼) 에서 대역폭은 GBW (또는 위상 마진 제약으로 인해 그 이하) 와 같습니다.게인 = 100일 때 대역폭은 GBW의 1/100입니다.전류 피드백 연산 증폭기는 게인에 관계없이 일정한 대역폭을 유지합니다.
단극 응답의 경우: t_rise(10%-90%) = 0.35/BW.100kHz 대역폭은 3.5μs 의 상승 시간을 산출합니다.다극 응답의 경우 (버터워스) : t_rise = 0.35/BW × √n 여기서 n = 극 수.Elmore 지연 해석에 따른 이러한 관계는 고속 설계의 기본입니다.
영국 파운드 > 이익 × required_bandwidth × 마진.게인 = 50, 대역폭 100kHz, 마진 2배의 경우: GBW > 50 × 100kHz × 2 = 10MHz입니다.OPA2134 (8MHz), AD8605 (10MHz) 또는 OPA365 (50MHz) 과 같은 연산 증폭기를 선택하십시오.슬루레이트가 대용량 신호 요구 사항을 충족하는지 별도로 확인하십시오.

관련 기사

Signal Processing

버터워스 대 체비쇼프 대 베셀 필터

액티브 필터를 선택하고 설계하는 방법버터워스, 체비쇼프, 베셀 응답을 신호 처리 및 RF의 실제 예와 비교합니다.

Shop Components

As an Amazon Associate we earn from qualifying purchases.

Resistor Kit (1%, E24)

Precision 1% thin-film SMD resistor assortment, 0402 package

Amazon →

Ceramic Capacitor Kit

MLCC ceramic capacitor assortment in 0402 package

Amazon →

Solderless Breadboard

Full-size breadboard for circuit prototyping

Amazon →

관련 계산기

General

연산 증폭기 게인

반전, 비반전 및 차동 증폭기 구성을 위한 연산 증폭기 전압 이득, 게인 (dB), −3dB 대역폭, 입력 임피던스를 계산합니다.

General

콤퍼레이터 히스테리시스

슈미트 트리거 회로의 콤퍼레이터 히스테리시스 트립 포인트, 상한/하한 임계값 전압, 원하는 히스테리시스 백분율에 대한 설계 저항값을 계산합니다.

General

슈미트 트리거

포지티브 피드백이 있는 콤퍼레이터 회로의 비반전 슈미트 트리거 임계값 전압과 히스테리시스 대역을 계산합니다.

General

옴의 법칙

옴의 법칙을 사용하여 전압, 전류, 저항 및 전력을 계산합니다.나머지 두 수량을 계산할 값 중 아무 값이나 입력하십시오.