Die Optimierung der Verstärkerverstärkung und -bandbreite ist für die Erreichung der gewünschten Signalverstärkung und Frequenzantwort unerlässlich. Das Verständnis der grundlegenden Berechnungen hilft bei der Entwicklung effektiver elektronischer Schaltungen, die bestimmte Leistungskriterien erfüllen.

Gewinnberechnung

Die Spannungsverstärkung (Av) eines Verstärkers ist das Verhältnis von Ausgangsspannung zu Eingangsspannung.

Av = Vout / Vin

Gewinn wird oft in Dezibel (dB) ausgedrückt, berechnet als:

Gain (dB) = 20 × log10(Av)

Berechnung der Bandbreite

Die Bandbreite eines Verstärkers bezieht sich auf den Frequenzbereich, den er effektiv verstärken kann, und wird typischerweise durch den Punkt -3 dB bestimmt, wo die Verstärkung auf 70,7% seines Maximalwertes sinkt.

Das Gain-Bandwidth-Produkt (GBP) ist ein Schlüsselparameter, berechnet als:

GBP = Av × Bandbreite

Designüberlegungen

Um die Leistung eines Verstärkers zu optimieren, ist es wichtig, Verstärkung und Bandbreite auszugleichen. Eine zunehmende Verstärkung verringert oft die Bandbreite und umgekehrt. Die Auswahl von Komponenten mit geeigneten Frequenzantworten und die Berücksichtigung des Gain-Bandbreite-Produkts tragen dazu bei, die gewünschten Spezifikationen zu erreichen.

Wenn ein Verstärker beispielsweise einen Verstärkungsfaktor von 1000 und einen GBP von 10 MHz hat, ist seine Bandbreite:

Bandbreite = GBP / Av = 10 MHz / 1000 = 10 kHz