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Gain-Bandwidth Product
어떤 회로에 들어오는 신호 레벨이 높아질수록 신호의 대역폭이 증폭률에 반비례하여 줄어드는 현상
집적도가 낮은 Discrete 회로1)에서는 GBW를 크게 신경 쓰지 않지만 집적도가 높은 Op-Amp에서는 GBW를 중요한 스펙의 하나로 판단한다. 집적도가 높아져서 처리하는 신호의 크기가 대역폭에 영향을 끼칠 정도로 작아졌기 때문이다.
| Op-Amp | Open Loop Gain | Slew Rate | Unity GBW |
|---|---|---|---|
| 1458 | 200 V/mV (106 dB) | 0.5 V/µs | 1 MHz |
| 4558 | 200 V/mV (106 dB) | 1.6 V/µs | 2.8 MHz |
| TL07x | 200 V/mV (106 dB) | 13 V/µs | 3 MHz |
| LM833 | 316 V/mV (110 dB) | 7 V/µs | 15 MHz |
| NE5532 | 100 V/mV (100dB) | 9 V/µs | 10 MHz |
| NE5534 (CC=0) | 100 V/mV (100 dB) | 13 V/µs | 10 MHz |
| NE5534 (CC=30pF) | 100 V/mV (100 dB) | 6 V/µs | 10 MHz |
| OPAx134 | 1 V/µV (120 dB) | 20 V/µs | 8 MHz |
| OPA1642 | 5 V/µV (134 dB) | 20 V/µs | 11 MHz |
| AD744 | 400 V/mV (122 dB) | 75 V/µs | 13 MHz |
| LM4562 | 10 V/µV (140 dB) | 20 V/µs | 55MHz |
| AD797 | 20 V/µV (146 dB) | 20 V/µs | 110 MHz |
| OPA1612A | 130dB | 27V/μs | 40MHz |
| THAT1583 | 50V/µs | 1.7MHz@40dB gain | |
| THAT1580 | 53V/µs | 40MHz@40dB gain |
고사양의 Op-Amp들은 스펙에서와 같이 높은 대역폭을 가지고 있기 때문에, GBW가 문제가 안되는 경우도 많다.
일반적으로 60dB의 증폭은 1000배의 증폭이다. 여기서 만약 Op-Amp의 GBW 스펙이 20MHz라고 하면 이 Op-Amp로 1000배 증폭을 하게 되면 20MHz/1000= 20KHz로 Op-Amp가 처리 가능한 대역폭이 줄어들게 된다. 가청 주파수 영역은 20~20KHz이므로 가청 주파수 대역폭을 온전히 재현하기 위해서는 최대 60dB 증폭을 하는 Op-Amp의 GBP 사양은 20MHz가 되어야 충분하다.
실제 장비 예시
Audient ASP880
외국 음악 장비 관련 매거진인 Sound on sound에서는 가끔 프리앰프들의 상세한 스펙 리뷰를 볼 수 있는데
그 중 Audient ASP880에 대한 내용에서
위의 사진은 Audient의 ASP880의 Gain 측정 평가이다.
An expanded frequency response plot which illustrates how the low‑end extension changes with gain. The blue curve is at 0dB gain, with a ‑3dB of 5Hz, while the green curve shows a ‑3dB point of about 18Hz at 60dB of gain. Both are perfectly acceptable, of course, but an interesting observation nonetheless. The high-end response is flat within 0.1dB to well beyond 80kHz at all gain settings for the analogue Outputs. The digital Output response is determined by the sampling rate, of course: the response is ‑6dB at half the sample rate.
API312
위와 같은 게인 값에 따른 주파수 반응을 볼 수 있는데 특별히 60dB 게인에서는 아래와 같다.
API의 312 프리앰프는 디스크리트 Op-Amp를 사용한 방식으로 유명하다. 디스크리트 Op-Amp 방식이기 때문에, GBW가 크게 나타나지 않는다는 특성이 있다.
Tascam 8p dyna
Tascam 8p dyna의 경우, 최소 게인이 -4dB에서 최대 50dB까지 게인이 가능한데, 그중 최소 게인 값에서의 주파수 반응이 파란색 곡선, 최대 게인 값에서의 주파수 반응이 빨간 곡선이다.
Millenia HV-32P, 35P series
BAE 1073 DMP
API 312
The frequency response at 60dB gain shows a gentle roll off above 10kHz, reaching ‑3dB at 35kHz. Pretty good for a 50‑year‑old design full of transformers!
Chandler limited REDD.47
Chandler limited TG2-500
Neve 1073N
The overall frequency responses for a mic input with 50dB gain (green), and line input at 0dB gain (blue). Note the greatly expanded amplitude axis, which exaggerates the 'bass bump' and HF resonance due to the input transformers. The -3dB points are around 6Hz and 75kHz for both, and flat within 0.5dB between 20Hz and 20kHz.
