Bande passante de gain unitaire prévue et réelle LM324N

J'ai un LM324N configuré comme un suiveur de tension à gain unitaire. L'alimentation split rail +/- 4,5V est fournie avec des piles AA. Je suis conscient qu'il existe de meilleurs opamps, mais c'est uniquement à des fins d'étude.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

En tant qu'exercice en laboratoire, je teste les performances du circuit à différentes fréquences d'entrée tout en maintenant une tension d'entrée constante (onde sinusoïdale 2V). Le circuit de test est soudé sur une carte de prototypage avec de courtes traces.

Aux basses fréquences (par exemple 10 kHz), le signal de sortie suit de près le signal d'entrée. Cependant, à 60 kHz, le signal de sortie est déformé (ressemblant étroitement à une forme d'onde triangulaire) et a une amplitude d'environ 70% du signal d'entrée. À 1 MHz, la sortie a une amplitude de 0,1 V.

En lisant la fiche technique, je comprends que le LM324N a un produit à gain de bande passante (GBP) de 1 MHz, ce qui me suggère que je ne dois pas m'attendre à une atténuation significative du signal à seulement 60 kHz. Un GBP de 1 MHz suggère une bande passante idéale de 1 MHz à un gain d'unité. Est-ce vraiment réalisable et / ou ai-je fait quelque chose de mal?

Le produit à gain de bande passante est une petite spécification de signal . Elle ne s'applique qu'aux signaux sous lesquels les circuits de l'ampli-op restent dans un régime linéaire. C'est de l'ordre de 100mV ou moins pour un étage d'entrée différentiel conventionnel.

Avec la fréquence relativement élevée de 2 V que vous appliquez, vous êtes bien dans un régime de signal important dans lequel les effets non linéaires ont priorité. La spécification qui s'applique dans ce régime est la vitesse de balayage de l'amplificateur.

Les limitations de la vitesse de balayage sont causées par la vitesse à laquelle les courants de polarisation internes sont capables de charger les capacités internes (compensation).

$\mu$

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

Pour voir directement le gain de bande passante unitaire, vous pouvez réduire l'amplitude de votre signal à peut-être 50 mV.