运放开环单位增益带宽

中英双字幕

运放开环单位增益带宽的大小对于电路有啥影响？这是我一直很疑惑的一个事情，貌似是和闭环-3dB带宽有关系是吗？除了这个以外对于电路还有别的影响吗？一般多少范围内比较合适呢？

sea11038

开环单位增益带宽通常指反馈应用时的环路单位增益带宽，顾名思义就是开环增益下降到1(也就是0dB)时的带宽，一般希望越大越好，对于单极点、单位反馈系统来讲(下同)，开环单位增益带宽等于开环增益带宽积(开环直流增益与开环-3dB增益处带宽的乘积)，也等于闭环的-3dB带宽。运放一般闭环应用，否则开环就是个性能拙劣的比较器了。一般模电书上会讲到闭环反馈应用可以拓展运放带宽，指的就是把运放的开环-3dB增益带宽拓宽成闭环的-3dB带宽(等于开环的单位增益带宽)。比如运放直流增益1000(也就是60dB)，-3dB带宽为1MHz(也即2Pi*1M rad/s=6.28M rad/s)，则闭环-3dB带宽为1GHz，也就是闭环应用的响应带宽变得远大于开环-3dB带宽(闭环增益很小但在很宽的带宽内都会很精确，带宽宽表示瞬态响应速度快，比如常见的单位增益的buffer就是1，远小于开环直流增益)。实际上由于反馈系数通常小于1，而且零极点要复杂得多，闭环带宽也会小。

中英双字幕

sea11038 发表于 2019-6-19 21:20
开环单位增益带宽通常指反馈应用时的环路单位增益带宽，顾名思义就是开环增益下降到1(也就是0dB)时的带宽， ...

谢谢你的解答，我还有两个问题，1）假如要求闭环带宽比较小，比如audio codec里的PGA，那是不是希望开环带宽越小越好。2）在比较复杂的实际电路中，虽然开环单位增益带宽不等于闭环-3dB带宽，但二者还是有一定的关系的对吧。开环单位增益带宽越大，闭环-3dB带宽也越大是吗?

boy1234

学习，学习了

sea11038

中英双字幕 发表于 2019-6-20 16:47
谢谢你的解答，我还有两个问题，1）假如要求闭环带宽比较小，比如audio codec里的PGA，那是不是希望开环 ...

1)一般来说放大器没有希望闭环带宽小的，都是希望越大越好，除了特定的滤波器。即使是音频放大器理论上讲也是希望开环增益无穷大带宽无穷大，因为音频信号按傅里叶级数展开也是包含直至无穷大的谐波频率分量的，对于瞬态响应来说无穷大的开环增益和带宽才能保证闭环精度、线性无失真和响应无延迟。只不过人耳听力频率范围有限，高于听力范围的频率对听力无用且易有其他的干扰、噪声等，故才有特定的带宽处理范围。
2)基本上是这样，通常通过环路交流稳定性仿真得到的结果是环路增益、带宽、裕度等参数，实际反映出的是闭环性能和稳定性情况，所以有没有发现交流仿真很少有直接仿真闭环的？

海阔天空——飞

sea11038 发表于 2019-6-20 21:44
1)一般来说放大器没有希望闭环带宽小的，都是希望越大越好，除了特定的滤波器。即使是音频放大器理论上讲 ...

请教一下，实际仿真环路稳定性时，一般是打开环路，做STB分析，得到的就是闭环增益和相位裕度，怎么能说是不分析闭环增益呢？

sea11038

海阔天空——飞 发表于 2023-8-11 10:25
请教一下，实际仿真环路稳定性时，一般是打开环路，做STB分析，得到的就是闭环增益和相位裕度，怎么能说 ...

stb仿真的是(加了反馈系数beta的)环路（也即开环）增益和相位裕度，不是闭环，只是说stb仿真的环路特性(低频增益Adc、0dB带宽也即单位增益带宽、相位裕度/增益裕度)反映出了闭环特性（精度Adc/(1+Adc*beta)、-3dB带宽也即常说的闭环带宽(近似等于环路0dB带宽)、相对稳定性）。

海阔天空——飞

sea11038 发表于 2023-8-13 14:08
stb仿真的是(加了反馈系数beta的)环路（也即开环）增益和相位裕度，不是闭环，只是说stb仿真的环路特性( ...

感谢。确实是我说错了。STB仿真的波形其实就是开环增益和相位裕度的关系。