如何選擇運(yùn)放的壓擺率?

2024/1/17 10:42:28??????點(diǎn)擊:

      一般而言,后級(jí)電路對(duì)壓擺率要求更高,因?yàn)樾盘?hào)被逐級(jí)放大后,越到后級(jí)電路,信號(hào)波動(dòng)范圍越大,此時(shí)要用大信號(hào)響應(yīng)來(lái)分析。

      那么怎么根據(jù)信號(hào)的特征來(lái)選擇合適的壓擺率呢?

      假如我們要處理的信號(hào)是S=A*sin(2πft),A是信號(hào)的幅值,f是信號(hào)的頻率,t是時(shí)間。那么信號(hào)S什么時(shí)候變化最大呢?變化最大時(shí)是多大呢?

      對(duì)S求導(dǎo)則得到S’=2πAf*cos(2πft),可以看到,S變化最大時(shí)是過零點(diǎn)時(shí),此時(shí)的值最大是2πAf,所以我們的壓擺率SR要大于2πAf,否則信號(hào)很可能失真,或是放大倍數(shù)不夠。

      

圖1-75  標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放選擇壓擺率1


      圖1-75 是標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放壓擺率與信號(hào)頻率的仿真,信號(hào)幅值為5V,標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放的壓擺率設(shè)置為1M V/s,則能處理的信號(hào)頻率應(yīng)小于SR/(2πAf)=1000000/(2*3.14*5)=31.8KHz,從仿真結(jié)果看,輸入信號(hào)是32KHz&3.535Vrms時(shí),輸出信號(hào)是3.532Vrms,輸入輸出信號(hào)的有效值非常接近。

而如果把輸入信號(hào)的頻率增加到35kHz時(shí),輸出信號(hào)只有3.492V的有效值,明顯降低了。



      

圖1-76  標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放選擇壓擺率2


      進(jìn)一步地,把信號(hào)頻率上升到100Khz,輸入3.535Vrms而輸出只有1.425Vrms,從波形來(lái)看,紅色是輸入,綠色是輸出,當(dāng)壓擺率不夠時(shí),輸出信號(hào)的幅值會(huì)降低,表現(xiàn)為放大倍數(shù)不夠,而且波形接近三角波。

      如果我們想處理這個(gè)100khz&5v的信號(hào),壓擺率應(yīng)該是多少呢?根據(jù)前文介紹,壓擺率SR要大于2πAf,即SR要大于2*3.14*5*100000=3.14M V/s,我們把標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放模型的壓擺率改為3.2M V/s再試下。

      如圖1-76 所示,壓擺率增加后,信號(hào)馬上就和輸入一致了,可以達(dá)到完美的跟隨器,我們就可以以此來(lái)選擇合適壓擺率的運(yùn)放來(lái)設(shè)計(jì)我們的電路。