Bandwidth gain yang diharapkan dan aktual LM324N

Saya memiliki LM324N yang dikonfigurasi sebagai pengikut gain tegangan. Catu daya pisah kereta +/- 4.5V disediakan menggunakan baterai AA. Saya menyadari bahwa opamps yang lebih baik ada, tetapi ini hanya untuk tujuan studi.

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Sebagai latihan lab, saya menguji kinerja rangkaian pada berbagai frekuensi input sambil mempertahankan tegangan input konstan (gelombang sinus 2V). Sirkuit uji disolder ke papan prototipe dengan jejak pendek.

Pada frekuensi rendah (misalnya 10kHz), sinyal output sangat mengikuti sinyal input. Namun, pada 60kHz sinyal output terdistorsi (sangat mirip dengan bentuk gelombang segitiga) dan memiliki amplitudo sekitar 70% dari sinyal input. Pada 1MHz, output memiliki amplitudo 0,1V.

Membaca datasheet, saya mengerti bahwa LM324N memiliki Gain Bandwidth Product (GBP) 1MHz, yang menunjukkan kepada saya bahwa saya seharusnya tidak mengharapkan pelemahan signifikan dari sinyal hanya 60kHz. GBP 1MHz menunjukkan bandwidth ideal 1MHz dengan gain satu. Apakah ini benar-benar dapat dicapai dan / atau apakah saya melakukan sesuatu yang salah?

Produk gain-bandwidth adalah spesifikasi sinyal kecil . Ini hanya berlaku untuk sinyal di mana sirkuit op-amp tetap dalam rezim linier. Yaitu dengan urutan 100mV atau kurang untuk tahap input diferensial konvensional.

Dengan frekuensi 2V yang relatif tinggi, Anda menerapkan Anda dengan baik ke rezim sinyal besar di mana efek non-linear diutamakan. Spesifikasi yang berlaku dalam rezim itu adalah laju perubahan tegangan dari amplifier.

Pembatasan laju perubahan tegangan disebabkan oleh seberapa cepat arus bias internal mampu mengisi kapasitansi internal (kompensasi).

$\mu$ detik, sehingga tidak akan dapat secara akurat mereproduksi gelombang sinus amplitudo 2V lebih dari sekitar:

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

Untuk melihat gain-bandwith secara langsung Anda dapat mengurangi amplitudo sinyal hingga 50mV.