Oczekiwana i faktyczna jedność zyskuje szerokość pasma LM324N

Mam LM324N skonfigurowany jako popychacz napięcia wzmocnienia jedności. Zasilacz z dzieloną szyną +/- 4,5 V jest zasilany bateriami AA. Wiem, że istnieją lepsze opampy, ale jest to wyłącznie do celów studyjnych.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Jako ćwiczenie laboratoryjne testuję wydajność obwodu przy różnych częstotliwościach wejściowych, utrzymując stałe napięcie wejściowe (fala sinusoidalna 2 V). Obwód testowy jest przylutowany do płytki prototypowej z krótkimi śladami.

Przy niskich częstotliwościach (np. 10 kHz) sygnał wyjściowy ściśle podąża za sygnałem wejściowym. Jednak przy 60 kHz sygnał wyjściowy jest zniekształcony (bardzo podobny do fali trójkątnej) i ma amplitudę około 70% sygnału wejściowego. Przy 1 MHz wyjście ma amplitudę 0,1 V.

Czytając arkusz danych, rozumiem, że LM324N ma zysk na przepustowość (GBP) wynoszący 1 MHz, co sugeruje mi, że nie powinienem oczekiwać znacznego tłumienia sygnału przy zaledwie 60 kHz. GBP 1 MHz sugeruje idealną szerokość pasma 1 MHz przy wzmocnieniu jedności. Czy to naprawdę można osiągnąć i / lub czy zrobiłem coś złego?

Produkt przyrost przepustowości jest mały sygnał specyfikacji. Dotyczy to tylko sygnałów, pod którymi obwód wzmacniacza operacyjnego pozostaje w trybie liniowym. To jest rzędu 100 mV lub mniej dla konwencjonalnego różnicowego stopnia wejściowego.

Stosując stosunkowo wysoką częstotliwość 2 V, jesteś w dużym reżimie sygnału , w którym pierwszeństwo mają efekty nieliniowe. Specyfikacja, która ma zastosowanie w tym systemie, to szybkość narastania wzmacniacza.

Ograniczenia szybkości zrzucania są spowodowane tym, jak szybko wewnętrzne prądy polaryzacji są w stanie naładować pojemności wewnętrzne (kompensacyjne).

$\mu$

$f_{SR} = \frac{0.5\cdot10^6}{2\cdot\pi\cdot2} \approx 40kHz$

Aby zobaczyć pasmo wzmocnienia jedności bezpośrednio, możesz zmniejszyć amplitudę sygnału do około 50 mV.