Prueba de producto de ganancia de ancho de banda para opamp de bucle abierto/bucle cerrado

En el foro , publicación n.º 12, Ghar afirmó que la prueba del producto de ganancia de ancho de banda de wikipedia es horrible y dio otra prueba pero con comentarios.

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Gain%E2%80%93bandwidth_product
  2. http://forum.allaboutcircuits.com/threads/op-amps-and-gain-bandwidth-product.43799/

La wikipedia demuestra que el producto de ancho de banda de ganancia es constante para el amplificador operacional de bucle abierto, mientras que Ghar lo demostró para el amplificador operacional de bucle cerrado.

¿Podría decirme si la prueba de wikipedia es incorrecta? No veo nada malo en ello. Sin embargo, leer la publicación de Ghar me confunde.

Adjunto la publicación de Ghar en la imagen a continuación en caso de que algún miembro no pueda acceder a ella.

Nota: Consideremos solo opamp de un solo polo. Este sitio también dio la misma prueba que wikipedia.

http://masteringelectronicsdesign.com/por-que-es-el-amp-op-ganancia-ancho-de-banda-producto-constante/

ingrese la descripción de la imagen aquí

la verdadera respuesta plana solo es posible con retroalimentación negativa usando relaciones R, independientemente de la configuración

Respuestas (1)

¿Podría decirme si la prueba de wikipedia es incorrecta? No veo nada malo en ello.

La llamada "prueba" en sí misma es incorrecta simplemente porque están usando Open Loop Gain para calcularla , y esa no es la definición de GBWP , además de varias simplificaciones inexplicables (consulte el apéndice para obtener más detalles).

ingrese la descripción de la imagen aquí

Lo que el artículo de Wikipedia está tratando de transmitir se puede ver gráficamente en la siguiente figura, el diagrama de 'Ganancia de bucle abierto' de un sistema con un solo polo dominante:

GBWP y UGBW en curva de lazo abierto

Las líneas punteadas le muestran que para diferentes "Ganancias de circuito cerrado" y el producto GBPW será el mismo, siempre que haya un solo polo dominante Y una pendiente constante de -20 dB/década.

"La wikipedia demuestra que el producto de ancho de banda de ganancia es constante para el amplificador operacional de bucle abierto, mientras que Ghar lo demostró para el amplificador operacional de bucle cerrado".

"Sin embargo, leer la publicación de Ghar me confunde".

¡Veamos la respuesta de Ghar!

GBP = A_0 w_o no es igual a la frecuencia unitaria a menos que A0^2 >> 1

Creo que su punto es que esta no es una expresión correcta, que es lo que se explora en el artículo de Wikipedia, nuevamente, el GBWP se define por la ganancia de bucle cerrado, no por la 'ganancia de bucle abierto'.

Durante el ret de sus cálculos, Ghar amplía la dependencia de la frecuencia de la "Ganancia de bucle cerrado" y su relación con la "Ganancia de bucle abierto" y la "Ganancia de bucle".

A continuación un resumen gráfico de dicha relación:ingrese la descripción de la imagen aquí


Apéndice

Producto de ganancia de ancho de banda , GBWP (también conocido como GBW ), se puede definir como:

GRAMO B W PAG = A C L B W C L
dónde:

  • A_CL representa la "Ganancia de voltaje de bucle cerrado".
  • BW_CL representa "Ancho de banda de bucle cerrado".

Otra forma de ver esto es que el "Ancho de banda de bucle cerrado" de su amplificador operacional será el GBWP dividido por su "Ganancia de bucle cerrado", es decir:

Nota : el producto ganancia-ancho de banda solo es válido si la "ganancia de bucle abierto" del amplificador operacional tiene un solo polo dominante.

Otro concepto relevante es el Unity Gain Bandwidth , UGBW , se puede definir como:

tu B W PAG = B W ( F tu norte i t y )

donde, BW(f_unity) representa "Ancho de banda de bucle cerrado" en la frecuencia de cruce de ganancia unitaria (es decir, cuando la ganancia de bucle cerrado cruza 0 dB o 1 V/V).

La UGBW no debe confundirse con la GBWP , aunque pueden ser lo mismo, como en el caso de la figura siguiente.

Tenga en cuenta que es posible en determinadas circunstancias tener GBWP = UGBP


Recursos

  1. Para obtener más información sobre el ancho de banda del amplificador operacional: TI Precision Labs - Ancho de banda

Referencias

  1. Arthur Kay “Conceptos básicos de la cadena de señal n.º 85: ¿Cuál es la diferencia entre el producto de ancho de banda de ganancia y el ancho de banda de ganancia de unidad?” PlanetAnalog.com (14/1/2014)

  2. Miroslav Oljaca y Henry Surtihadi, "Estabilidad de ganancia del amplificador operacional, Parte 1: Análisis general del sistema", Revista de aplicaciones analógicas (1Q 2010)

  3. Henry Surtihadi y Miroslav Oljaca, "Estabilidad de ganancia del amplificador operativo, Parte 2: Análisis de error de ganancia de CC", Revista de aplicaciones analógicas (2T 2010)

  4. Miroslav Oljaca y Henry Surtihadi, "Estabilidad de ganancia del amplificador operacional, Parte 3: Análisis de error de ganancia de CA" Revista de aplicaciones analógicas (3Q 2010)

  5. Thomas R. Brown (Burr Brown) "Manual de aplicaciones de amplificadores operacionales"

¡Qué excelente respuesta! Solo quería votar más de una vez.
@Victor, buena explicación; sin embargo, se debe agregar que la información contenida en la última figura se aplica solo a un opamp no inversor (Acl ~ 1/beta para Aol grande). Para invertir las ganancias, la ganancia de bucle cerrado Acl está por debajo de la línea roja (que es 1/beta).
Muchas gracias por la completa respuesta. Estoy probando el gráfico manual para el gráfico de Bode anterior y pruebo que la curva de ganancia de bucle cerrado y la curva de ganancia de bucle abierto son exactamente iguales a alta frecuencia.
@LvW, eso es correcto, en un escenario ideal (es decir, Aol_dc -->∞) para un amplificador no inversor el Acl(ideal) = 1/β, mientras que un amplificador inversor sería Acl(ideal) = α/β . La serie "Estabilidad de ganancia del amplificador operativo" que se encuentra en mis referencias hace un gran trabajo al explicar este asunto.
@anhnha, la tercera referencia que enumeré, " Estabilidad de ganancia del amplificador operacional, Parte 3: análisis de error de ganancia de CA ", le brinda una ecuación para la ganancia de bucle abierto en función de la frecuencia Aol (f) (Ecuación 10), y también le proporciona una ecuación para la ganancia de bucle cerrado (Ecuación 2, para una configuración sin intervención). Puede trazarlos por separado o simplemente identificar Aol dentro de su ecuación Acl.