Amplificando una señal de alta frecuencia de 30 Mhz o más usando OpAmps

Question

Estoy probando un amplificador de 34 Mhz en una configuración de inversión con una ganancia de 20.

La frecuencia de corte de la amplificación se detiene casi a 15 Mhz , que es muy baja. Quiero que continúe hasta 27 Mhz a 30 Mhz. (No se detiene , pero la relación de amplificación se vuelve muy baja).

He buscado mucho para los op-amps con una alta frecuencia de corte y he encontrado muchos, pero cuando miro la hoja de datos para Frecuencia VS Voltaje de Salida la frecuencia se detiene antes de 10Mhz. El gráfico de ganancia de frecuencia VS se ve bien y muestra que puede amplificarse hasta 30 Mhz y más.

Aquí hay una foto del más cercano que encontré, a 26db (20 voltios) la frecuencia que creo que se aproxima a 30 o 40 Mhz, ¿es correcto?

Enlaces : El primero el voltaje no se amplifica correctamente a 30 Mhz y deja de amplificar antes de 10 Mhz casi , el segundo enlace problema similar , pero la ganancia parece estar bien.

Primer enlace Segundo enlace

Answer 1

Su primer op-amp es el AD8041 y la mayor parte de la historia se revela en la respuesta de ganancia en bucle abierto: -

Si quieres 26 dB de ganancia (20 v/v) no puedes tener un ancho de banda superior a unos 8 MHz, ese es el límite que puede alcanzar este dispositivo. Esto es lo que significa GBW: -

La ganancia x el ancho de banda suele ser constante (o más o menos) para un amplificador óptico normal: puedes ver que el ancho de banda es de 0 dB (ganancia unitaria) a 160 MHz. Mira la ganancia a 16MHz a la izquierda de la flecha roja - la ganancia es de 20dB (es decir, una ganancia de 10) Y 10 x 16MHz = 160MHz.

A 1,6 MHz la ganancia es de 40dB, etc.

La imagen de la pregunta tiene cierta importancia para los diseñadores de amplificadores, pero es la gráfica de ganancia en lazo abierto la que te dice cuál es el GBWP.

Elige un op-amp que tenga la ganancia Y el ancho de banda. El AD9631 creo que es ligeramente peor que el AD8041.

Una vez que haya resuelto las especificaciones del amplificador óptico, compruebe que la capacidad de velocidad de giro del dispositivo le proporcionará el nivel de salida p-p que necesita. Las hojas de datos a veces tienen gráficos o imágenes que muestran el tipo de amplitud que puedes esperar, así que lee la hoja de datos. Es tu mejor amigo a la hora de elegir el op-amp "correcto".

Answer 2

Como ya escribió "Andy aka" has intentado romper el límite de GBW de un amplificador operacional y no has conseguido la ganancia que esperabas. Para tu aplicación necesitas un OpAmp con un GBW de aproximadamente 700Mhz.

Bueno, esos existen. No son baratos y, debido a su alta frecuencia, son muy exigentes con el diseño de la placa de circuito impreso.

Afortunadamente, existe otro tipo de OpAmps que no vinculan la ganancia y el ancho de banda. Estos se llaman " OpAmps con retroalimentación de corriente ". Tienen características diferentes a los "OpAmps de retroalimentación de voltaje" ordinarios. No pueden hacer todo lo que sus OpAmps de retroalimentación de voltaje pueden hacer, y tienen algunas restricciones duras sobre lo que puede poner en la ruta de retroalimentación del OpAmp, pero para los trabajos de amplificación podrían ser una opción alternativa para usted.

Un ejemplar de esa clase con el que he tenido muy buena experiencia es el OpAmp LT1227. Tiene una frecuencia de tránsito de 140Mhz independientemente de la ganancia (dentro de lo razonable, por supuesto). Incluso puedes comprarlo en paquete DIP8 si vas a utilizar piezas con orificios pasantes para la creación de prototipos. Y están disponibles y no son tan caros.

Primas ultracortas en OpAmps de retroalimentación de corriente:

• El CFA es muy exigente con lo que ocurre en su ruta de retroalimentación, por ejemplo, los componentes que se colocan entre su salida y su entrada inversora. Diferentes partes tienen diferentes requisitos, pero en general usted terminará con una resistencia fija, relativamente baja. Para el LT1227 es de 1kOhm.

• Nunca se debe poner un condensador en el bucle de realimentación, por lo que todos los circuitos integradores y algunos circuitos de filtro no son posibles de realizar.

• La entrada positiva y la negativa tienen características muy diferentes. Mientras que el terminal de entrada positiva es de alta impedancia como en un buen OpAMp de retroalimentación de corriente, la entrada negativa suele ser de baja impedancia. Además, las entradas no están adaptadas en absoluto.

En tu aplicación quieres un amplificador inversor. Esto no es ideal para un CFA, pero funciona. Dado que la resistencia de retroalimentación se fija en 1KOhm, su resistencia de entrada será de 50Ohm, por lo que termina con una impedancia de entrada de aproximadamente 1KOhm. Eso no es mucho, pero puede funcionar para usted.

Si puedes cambiar tu circuito a la configuración no inversora, la restricción de la impedancia de entrada no será un problema.

TL;DR: Merece la pena buscar OpAmps de retroalimentación de corriente si quieres una alta ganancia con un gran ancho de banda y no planeas hacer nada del otro mundo excepto la amplificación.