在实际制作时我们会发现,尽管计算的带宽不错,但是实测的带宽却明显低于计算带宽,是什么因素造成带宽变窄?可以从以下分析得出原因。
1.寄生电容会导致级联放大器带宽变窄
要想使得放大器得到更宽的带宽,除了应用宽带放大器以外,还要注意尽可能地减小由于线路的寄生电容与线路中的电阻所引起的低通滤波器效应,这个效应主要是由放大器的输入电阻与输入电容造成的。电路如下图所示。
图中的Ci与R。构成了低通电路,同时反馈电阻R,和寄生电容C,也会形成低通电路,这些寄生电容在放大
器的输入电阻和反馈电阻正常取值时,会在MHz频段产生影响。
为了消除由于输入寄生电容和反馈寄生电容的影响,在条件允许时应选用尽可能低的电阻值,这样就会使这些寄生电容引起的低通电路的转折频率上升到10MHz频段,从而不再影响MHz频段的带宽。
2.高频状态下集成运算放大器的开环增益降低也会导致级联放大器带宽变窄
当集成运算放大器的工作频率接近单位增益带宽的1/10时,集成运算放大器的开环增益仅剩10倍。如果放大器反馈系数为0.4,也就是理想的闭环增益为2.5,这时的带有负反馈的放大电路的闭环增益为
很显然,这个闭环增益明显小于理想集成运算放大器的2.5倍的运算结果。这样就可以看到,即使是两级放大器级联,实际带宽也无法达到集成运算放大器的单位增益带宽的1/10。
在高频状态下,集成运算放大器的开环增益下降会导致其闭环输出电阻明显增加。这时,由于集成运算放大器的开环增益不再是极大,而是一个比较小的数值(如10倍),集成运算放大器的实际输出电阻为
如果集成运算放大器在高频状态下的开环增益为10,反馈系数为0.4,开环输出电阻为50Q,则闭环输出电阻为lOQ而不是OQ。在这种状态下,实际的输出电阻就会与输出寄生电容构成低通电路。
这个输出电阻与输出电容之间形成的低通电路如下图所示。