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什么是运算放大器?转换速率SR (Slew Rate)

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转换速率SR (Slew Rate)

转换速率是表示运算放大器的工作速度的参数。
表示输出电压在规定的单位时间可变化的比例。
例如,1[V/µs]表示在1[µs]内可使电压发生1[V]的波动。
理想运算放大器可忠实地输出任何输入信号对应的输出信号,但实际上还存在一种叫做转换速率的限制。
给输入施加上升沿和下降沿比较陡峭的矩形波脉冲时,表示输出电压在单位时间内可发生什么程度的变化。下图表示转换速率的定义。

【转换速率测量电路和波形图】

转换速率测量电路和波形图

上升沿和下降沿的转换速率按下式计算。

转换速率按"上升沿"或"下降沿"中较慢的一方为基准进行规定。
因此,表示运算放大器输出信号的斜率的最大值。
对于波动更剧烈的信号,输出波形难以跟随而发生变形。构成放大电路时,转换速率是输出变化的比例,因此不会发生变化。

运算放大器用于直流、交流两者的信号放大。
运算放大器受响应速度限制,并非可处理任何信号。
在上图所示的电压跟随器结构中,直流电压输入受到输入电压范围和输出电压范围的限制。
此外,带有频率的交流信号还受到增益带宽积和转换速率的制约。

此处对振幅与频率的关系,即转换速率加以考虑。
求运算放大器可输出的最大频率。

【正弦波】

正弦波

求输出右图所示波形所需的转换速率。

y=Asinωt

转换速率是正弦波的切线的斜率,故对上式进行微分。

转换速率为

SR=Aω ω=2πf

再者,正弦波的振幅是峰间值,VPP=2A,因此,可进行如下变形。

该频率f被叫做全功率带宽。
它们处于运算放大器未设定放大率的状态,即电压跟随器中运算放大器的可输出振幅(在输出电压范围内)与频率的关系。

例)在SR=1V/µs的运算放大器中,可输出1VPP信号的频率为

振幅保持不变且超过上述求得的频率时,波形受转换速率限制,正弦波变为三角波,发生失真。

[PDF]运算放大器和比较的基本

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