运算放大器是一种集成电路、微芯片或芯片,用于执行线性、数学和非线性等不同操作。运算放大器是一种通过直接耦合的高增益放大器,它与交流和直流信号一起工作。运算放大器包括两个端子,即反相和非反相,其中这两个端子的命名取决于其特定输入和输出之间的相位关系。运算放大器具有不同的重要特性,例如开环电压增益,转换速率,o/p偏移电压和CMRR(共模抑制比)。本文讨论了转换速率及其工作的概述。


什么是Slew Rate?

电子的转换速率可以简单地定义为运算放大器每单位时间的输出电压(Vo)的变化率,并用字母“S”表示。它在运算放大器中起着关键作用,有助于识别适合的最高输入频率和振幅,从而使运算放大器的输出不会失真。

因此,转换速率必须很高,以确保最高的无失真o/p电压摆动。它用于验证运算放大器是否能向输入端提供可靠的输出。一旦电压增益发生变化,该系数就会发生变化。因此,它通常是在单位增益的条件下指定的。
例如,如果通用运算放大器转换速率值为10 V/μs。当一个较大的阶跃i/p信号被提供给输入端时,该设备可以在1微秒内产生10伏的i/p。

回转速率公式及其单位

转换速率公式为(S)=ΔVout/Δt。转换速率单位为V/μs或伏特每秒。

回转速率电路图

转换速率测量电路如下所示。通过向运算放大器的输入端提供步进信号,可以简单地测量运算放大器的转换速率。这里,阶跃信号是标准信号,其中该信号仅存在于正时间,而对于负时间,它为零。

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回转速率测量电路

一旦施加了信号,我们就可以测量输出信号振幅的10%-90%在o/p处发生的变化率。通常,施加的阶跃信号大约为1V。转换速率可以根据o/p电压(Vo)波形测量为:

回转速率(S) =dVo/dt=>Vo(90%)-Vo(10%)/t(90%)-t(10%)/

为了测量运算放大器转换速率,使用了函数发生器和阴极射线示波器。以下电路主要用于测量转换速率。

它主要决定运算放大器的容量以快速调整其输出,因此它决定了给定运算放大器功能的最大频率。运算放大器转换速率可能会限制电路性能&如果超过其极限,它可能会改变o/p信号。

Slew速率必须是无限的&实际上它是很高的。741集成电路的Slew速率仅为0.5V/μs,这是其主要缺点。因此,它不能用于基于高频的应用。

回转速率与带宽

两个重要的概念与运算放大器的速度有关,比如转换速率和带宽。这两个概念不容易理解,尤其是它们是如何相同的。两者共同决定一个阶跃响应的总时间。让我们来理解这两个概念。
回转速率可以限制通过运算放大器的任何信号变化。

通过运算放大器增益相乘的输入正弦信号导致与运算放大器的转换速率相比最大的斜率。因此,输出信号将是正弦信号的直线而不是弯曲部分。因此,回转可能会改变或扭曲信号形状。

带宽是对信号中的微小变化做出反应的最高速率。在直流偏压下,可以通过使用静态功率来设计运算放大器,使其接受小信号或相当小的振幅信号。

当这些信号通过傅立叶变换分解时,它会给你添加从小频率到大频率的极其不同的频率。

当带宽更高时,运算放大器能够增加更高频率的信号,因此它们具有高速度。信号增益为1/√2(0.707)的频率,则它是运算放大器的理想带宽值。因此,这是运算放大器可以通过预期行为发挥作用的最高频率。

例如;德州仪器公司的OPA333AIDBVT具有250 kHz增益带宽(BW),用于1闭环增益。对于2增益,它将是165kHz等等。因此运算放大器将变慢,包括带宽和增益常数乘积的最大闭环增益。

回转速率与频率响应

运算放大器的转换速率是运算放大器对输入电平变化的反应速度,通常以伏特为单位计算每微秒。尽管这个规范看起来与动态反应有关,但它有更多的内容要通过放大器的高频响应来执行。

回转速率是指放大器可以对输出中的变化做出反应的速率。在不同频率、相同振幅的不同波形中,我们可以注意到每个正弦波的振幅都是相同的;具有最大频率的信号在每个单位时间内具有最大的电压变化。

因此,当频率增加时,转换速率具有逐渐的效果,直到在转换速率不能与波形的频率继续的地方达到阈值,

因此,在那之后,高频响应可能会受到转换速率的影响,从而在固定点上对信号造成严重失真和退化。

回转速率与传播延迟

Slew rate是o/p电压相对于时间的变化率,而传播延迟是运算放大器在整个施加的输入中反应的速度。

回转速率计算

如果需要运算放大器在30kHz的频率下通过4伏的峰值电压放大信号,请找出转换速率。

Vm=4V,fm=30kHz

回转速率(S)=2πfmVm

将上述方程式中的给定值代入。

S=2×3.4x4x30x10^3

=188.4×10^3=188400伏/秒或0.1884伏/μS

高转换率意味着什么?

最高放大器输出的变化率称为转换速率。当放大器功率高时,对于类似的功率带宽,应该获得高转换速率。

决定转换速率的因素是什么?

决定转换速率的因素有:频率补偿、高增益输入级和输出驱动器限制。

运算放大器的转换速率是多少?

运算放大器中的转换速率是输出电压的最高变化率。因此,它表明其输出电压(Vo)变化的速度有多快。

什么是转换速率失真?

如果运算放大器的工作超出了其转换速率的极限,那么信号将失真。这被称为转换速率失真。

转换速率是如何表示的?

通常,转换速率以V/μs表示。例如,1V/μs意味着o/p的下降或增加速度不如每微秒1V那么快。

应用

这个转换速率的应用包括以下内容。

  • 在乐器中使用转换电路来提供从一个字母到另一个字母的滑动。
  • 该电路用于电压控制在一定时间段以上缓慢过渡到不同值的任何地方。
  • 它用于需要速度和输出需要在一段时间内调整的应用。
  • 它用于定义运算放大器的最高输出偏移率。
  • 它还影响滤波器、D/A输出级、数据采集和视频放大的可实现性能。

因此这一切都是关于转换速率运算放大器的概述,转换速率推导,及其应用。
它有助于我们识别适用于运算放大器的最高输入频率和振幅,从而使放大器的输出不会失真。当转换速率值高时,输出可以很快改变&它可以更容易地再生基于高频的信号。这里有一个问题要问你,转换率的优点和缺点是什么?