Quelle est la relation entre le gain et la bande passante d'un ampli opérationnel ?
* Un gain plus élevé entraîne une bande passante plus faible.
* Un gain plus faible entraîne une bande passante plus élevée.
Cette relation est régie par le produit de gain de bande passante (GBW) , qui est une constante pour un ampli-op donné. Le GBW est le produit du gain en boucle ouverte (AOL) et de la bande passante (BW) :
GBW =AOL × BW
Explication :
Un ampli-op a un gain en boucle ouverte très élevé, généralement compris entre 10^5 et 10^6. Cela signifie que même un petit signal d’entrée peut produire une sortie significative. Cependant, ce gain élevé se fait au prix d’une bande passante réduite.
Comme l'ampli-op est utilisé pour amplifier les signaux, le gain est souvent réduit à l'aide du feedback pour atteindre le niveau d'amplification souhaité. Cette rétroaction augmente également la bande passante. Le compromis entre gain et bande passante est tel que le GBW reste constant.
Exemple :
Disons qu'un ampli opérationnel a un GBW de 1 MHz.
* Si le gain en boucle ouverte est de 10^5, la bande passante est de 10 Hz.
* Si le gain est réduit à 10^4, la bande passante augmente à 100 Hz.
Implications :
* Applications haute fréquence : Pour les applications nécessitant une bande passante élevée, une configuration à gain inférieur est requise. Cela signifie accepter un niveau d’amplification inférieur.
* Applications basse fréquence : Pour les applications où la bande passante n'est pas critique, une configuration à gain plus élevé est possible, permettant une plus grande amplification du signal.
Limites :
* Le GBW n'est pas une constante parfaite et peut varier légèrement en fonction de la température et d'autres facteurs.
* La relation entre gain et bande passante n'est pas toujours parfaitement linéaire.
* Aux très basses fréquences, la bande passante peut être limitée par d'autres facteurs comme la vitesse de montée de l'ampli opérationnel.
En conclusion, comprendre la relation inverse entre gain et bande passante est crucial lors de la conception de circuits utilisant des amplificateurs opérationnels. Cette relation permet de déterminer la configuration appropriée du gain et de la bande passante pour obtenir les performances souhaitées pour une application spécifique.