Gustavo Castro

當我們談?wù)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/放大器/" target="_blank">放大器的帶寬時，我們實際上是在談?wù)撌褂眯?a target="_blank">信號模型的放大器的頻率響應(yīng)。該模型的推導假設(shè)電路圍繞偏置點呈線性，或者換句話說，其增益保持恒定，與施加的信號無關(guān)。如果信號足夠小，則模型工作得很好，并且無法檢測到其與現(xiàn)實的偏差。

每個人都喜歡使用此模型，因為它簡化了設(shè)計和分析過程。如果我們使用大信號模型——也就是說，包括所有的非線性方程——電路會變得非常復(fù)雜，至少對于像我這樣的凡人來說是這樣。1因此，小信號模型和正弦信號將復(fù)雜性提高到可管理的水平。

但嚴格來說，即使是最小的實際信號也會使晶體管電路（例如運算放大器）的偏置點發(fā)生一點變化。信號越大，就越難忽略非線性效應(yīng)，這最明顯地表現(xiàn)為失真。在某些時候，信號變得太快且太大，以至于放大器達到其壓擺率限值——相當于放大器輸出的最大變化率，通常以伏特/微秒 （V/μs） 表示。當壓擺率有限時，放大器落后，在信號開始斜坡下降之前沒有達到信號峰值，總體結(jié)果是信號幅度小于預(yù)期。此時，放大器已接近大信號帶寬。通常，這種情況發(fā)生在低于小信號帶寬的頻率下，并且信號最明顯失真。但信號不會突然變成失真慘敗;相反，失真會隨著幅度和頻率的增加而逐漸增加。我們可以說，當失真超過系統(tǒng)可以容忍的范圍時，信號太大。

圖1.當80 MHz放大器達到大信號帶寬條件時，輸出信號（紅色）不能再跟隨3 MHz輸入正弦波（綠色）。

那么，我們?nèi)绾沃婪糯笃鞯乃俣仁欠褡阋蕴幚硇盘柲?？首先，像往常一樣，確保小信號帶寬足以獲得所需的增益。如果是，則在數(shù)據(jù)手冊中查找大信號帶寬規(guī)格（或曲線圖）。如果不可用，最簡單的解決方案是轉(zhuǎn)到基礎(chǔ)知識并使用公式

SR [V/μs] = Peak_Amplitude × 6.28 ×頻率 [MHz]

一個好的經(jīng)驗法則是選擇壓擺率比所需高10×的放大器。然后，查看數(shù)據(jù)手冊上所需頻率和幅度下的失真曲線，以確保信號對于放大器來說足夠小。

例如，ADA4807-1作為電壓跟隨器，采用±225 V電源供電時壓擺率為5 V/μs。即使放大器的小信號帶寬約為180 MHz，使用36 V p-p信號時，放大器也無法超過2 MHz。對于4 V p-p，相同的理論限值將降至約18 MHz。此外，壓擺率通常通過階躍測量，在該階躍下，內(nèi)部壓擺增強電路啟動以改善建立時間，但對正弦信號的響應(yīng)實際上可能稍慢（數(shù)據(jù)手冊規(guī)定大信號帶寬為28 V p-p時為2 MHz）。典型特性部分中的失真圖顯示了諧波失真隨頻率和幅度的增加而增加，從中可以確定是否可以獲取信號citius，altius和fortius（更快，更高，更強）。

審核編輯：郭婷