Operatiivisten vahvistinpiirien (op-amp) käyttöä käytetään laajasti sähköisissä järjestelmissä signaalien käsittelyyn. Niiden taajuusvasteen ymmärtäminen on olennaista suunniteltaessa piirejä, jotka toimivat tehokkaasti halutuilla taajuusalueilla. Tässä artikkelissa selitetään, miten op-amp-piirien taajuusvaste analysoidaan ja säädetään.

Op-amp-taajuusvasteen perusteet

Op-ampun taajuusvaste kuvaa, miten sen hyöty vaihtelee tulosignaalin taajuuden mukaan. Tyypillisesti op-ampeilla on suuri hyöty alhaisilla taajuuksilla, jotka pienenevät taajuuden kasvaessa. Tätä käyttäytymistä luonnehtii gain-bandwidth-tuote, joka pysyy suunnilleen vakiona monille op-ampeille.

Taajuusvasteen laskeminen

Taajuusvasteen analysoimiseksi on otettava huomioon piirin siirtotoiminto, johon sisältyvät op-ampun avoimen kierron voitto ja reaktiiviset komponentit, kuten vastukset ja kondensaattorit. Katkaisutaajuus (f c) voidaan laskea kaavalla:

f c = 1 / (2π R C)

jossa R ja C ovat takaisinkytkentäverkon vastus ja kapasitanssi. Tämä katkaisutaajuus osoittaa, missä voitto laskee 3 dB sen alhaisesta taajuusarvosta.

Taajuusvasteen säätäminen

Muutoksia voidaan tehdä op-amp piirin taajuusvasteen muuttamiseksi. Muutokset ovat resistenttien tai kondensaattorien arvojen muuttamista takaisinkytkentäverkossa katkaisutaajuuden siirtämiseksi. R:n tai C:n lisääminen alentaa katkaisutaajuutta, laajentaa kaistanleveyttä. Toisaalta näiden arvojen pienentäminen nostaa katkaisutaajuutta ja vähentää kaistanleveyttä.

Lisäksi op-amp, jossa on suurempi gain-kaistanleveys tuote voi parantaa korkean taajuuden suorituskykyä. Oikein ulkoasu ja minimoimalla lois kapasitanssit myös auttaa säilyttämään halutut taajuusominaisuudet.

Yleiset hakemukset

  • Suodattimet
  • Vahvistimet
  • oskillaattorit
  • Signaalinkäsittelypiirit