Largura de Banda do Amplificador Operacional, Produto de Largura de Banda de Ganho e Resposta em Frequência do Amplificador Operacional
A largura de banda de um amplificador operacional é um fator chave em seu desempenho e está diretamente relacionada ao produto ganho de largura de banda.
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Tutorial de amplificador operacional inclui:
Introdução | Ganho do amplificador operacional | Largura de banda | Taxa de subida do amplificador operacional | Nulidade de deslocamento | Impedância de entrada | Impedância de saída | Amplificador operacional de feedback de corrente | Compreensão das especificações | Como escolher um amplificador operacional | Resumo dos circuitos de amplificador operacional |
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A largura de banda de qualquer circuito é de suma importância que precisa ser considerada durante o processo de projeto do circuito eletrônico.
Ao projetar o circuito eletrônico, será visto que a largura de banda do circuito está relacionada ao ganho. Muito ganho e a largura de banda será baixa, menos ganho e a largura de banda que pode ser alcançada é muito maior.
Como qualquer amplificador operacional tem largura de banda limitada, é necessário considerar cuidadosamente o ganho, a largura de banda e a resposta de frequência no início do projeto de qualquer circuito.
Os próprios amplificadores operacionais ao operar em modo de malha aberta têm apenas uma largura de banda limitada muito limitada antes que o ganho comece a cair. No entanto, usando feedback negativo, o enorme ganho do amplificador pode ser usado para garantir que uma resposta plana com largura de banda suficiente esteja disponível.
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LARGURA DE BANDA DO AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Embora os amplificadores operacionais tenham um ganho muito alto, esse nível de ganho começa a cair em uma frequência baixa. O ponto de interrupção de malha aberta, ou seja, a frequência na qual o ganho caiu em 3 dB geralmente é de apenas alguns Hz.
O amplificador operacional 741 de longa duração e ainda muito popular tem um ponto de interrupção de loop aberto em torno de 6Hz. Além disso, a resposta cai a uma taxa de -6dB/oitava ou -20dB/década. Nota: uma oitava é uma duplicação de frequência e uma década é um aumento de dez vezes na frequência e, portanto, esses dois números são duas maneiras de expressar a mesma característica.
Adotando a abordagem correta durante o projeto do circuito eletrônico, a largura de banda plana do circuito completo, ou seja, o amplificador operacional e os componentes eletrônicos adicionais pode ser muito plana na largura de banda necessária.
GANHO DE AMPLIFICADOR OPERACIONAL, LARGURA DE BANDA E COMPENSAÇÃO
Uma das principais razões pelas quais os amplificadores operacionais geralmente têm pontos de interrupção baixos é que um recurso chamado compensação é incorporado em praticamente todos os amplificadores operacionais.
Essa compensação de frequência é usada para garantir que o amplificador operacional permaneça estável em todas as condições de operação. Os primeiros amplificadores operacionais eram propensos a instabilidade e, como resultado, a compensação foi introduzida em praticamente todos os projetos de amplificadores operacionais de CI como uma coisa natural.
O efeito da compensação na largura de banda do amplificador operacional é reduzir o ponto de interrupção. Isso significa que se nenhuma compensação tivesse sido incorporada, o ponto de interrupção e a largura de banda seriam maiores, mas ao custo da instabilidade.
EFEITO DO FEEDBACK NA LARGURA DE BANDA DO AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Ao projetar um circuito real usando um amplificador operacional, o feedback negativo é usado para fornecer níveis controlados de ganho. A aplicação desse feedback permite que o ganho muito alto seja trocado por largura de banda.
Desta forma, curvas de resposta de frequência muito planas podem ser alcançadas dentro da largura de banda necessária.
PRODUTO DE LARGURA DE BANDA DE GANHO DE AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Ao projetar um circuito de amplificador operacional, uma figura conhecida como produto de largura de banda de ganho de amplificador operacional é importante.
O produto de largura de banda de ganho do amplificador operacional é geralmente especificado para um tipo de amplificador operacional específico, uma configuração de malha aberta e a saída carregada:
Onde:
GBP = produto de largura de banda de ganho de amp op
Av = ganho de tensão
f = frequência de corte (Hz)
O produto da largura de banda de ganho do amplificador operacional é constante para amplificadores de realimentação de tensão. No entanto, não é aplicável para amplificadores de realimentação de corrente porque a relação entre ganho e largura de banda não é linear.
Portanto, diminuir o ganho por um fator de dez aumentará a largura de banda pelo mesmo fator.
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