我始終覺(jué)得運(yùn)放的壓擺率(SR)是與運(yùn)放的增益帶寬積GBW同等重要的一個(gè)參數(shù)。但它卻常常被人們所忽略。說(shuō)它重要的原因是運(yùn)入的增益帶寬積GBW是在小信號(hào)條件下測(cè)試的。而運(yùn)放處理的信號(hào)往往是幅值非常大的信號(hào),這更需要關(guān)注運(yùn)放的壓擺率。 壓擺率可以理解為,當(dāng)輸入運(yùn)放一個(gè)階躍信號(hào)時(shí),運(yùn)放輸出信號(hào)的最大變化速度,如下圖所示 它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為: 因此在運(yùn)放的數(shù)據(jù)手冊(cè)中查到的壓擺率的單位是V/us.下表就是運(yùn)放datasheet中標(biāo)出的運(yùn)放的壓擺率。 我在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)過(guò)OPA333對(duì)階躍信號(hào)響應(yīng)的波形如下圖所示。希望能讓大家看的更直觀: 討論完定義和現(xiàn)象,我們來(lái)看一下壓擺率SR的來(lái)源。先看一下運(yùn)放的內(nèi)部結(jié)構(gòu): 這個(gè)圖有點(diǎn)眼熟,是的,運(yùn)放的SR主要限制在內(nèi)部第二級(jí)的Cc電容上。這個(gè)電容同時(shí)也決定著運(yùn)放的帶寬。那運(yùn)放的壓擺率,主要是由于對(duì)第二級(jí)的密勒電容充電過(guò)程的快慢所決定的。再深究一下,這個(gè)電容的大小會(huì)影響到運(yùn)放的壓擺率,同時(shí)充電電流的大小也會(huì)影響到充電的快慢。這也就解釋了,為什么一般超低功耗的運(yùn)放壓擺率都不會(huì)太高。好比水流流速小,池子又大。只能花更長(zhǎng)的時(shí)間充滿池子。 下表是一些常用到TI運(yùn)放的壓擺率和靜態(tài)電流: 上面簡(jiǎn)單說(shuō)了一個(gè)影響壓擺率SR的因素。下面該說(shuō)SR對(duì)放大電路的影響了。它的直接影響,就是使輸出信號(hào)的上升時(shí)間或下降時(shí)間過(guò)慢,從而引起失真。下圖是測(cè)試的OPA333增益G=10時(shí)波形。由于OPA333的增益帶寬積為350kHz,理論上增益為10的時(shí)候的帶寬為35kHz。但下圖是24kHz時(shí)測(cè)試的結(jié)果。顯然輸出波形已經(jīng)失真,原因就是壓擺率不夠了。帶寬也變成了27kHz左右。 ![]() 進(jìn)士7165分 SR=2*pi*f*Vp 這里,Vp為峰值電壓,而不是峰峰值電壓。
1、按照您的計(jì)算過(guò)程,24kHz時(shí),計(jì)算出的1.061V是峰值電壓,而這個(gè)峰值電壓所代表的意義是:在輸出峰值電壓為1.061V時(shí),全功率帶寬為24kHz。 2、您質(zhì)疑的峰峰值2.96V,也是沒(méi)問(wèn)題的,原因:峰峰值2.96V對(duì)應(yīng)的峰值電壓1.48V,帶入公式,可得到全功率帶寬為17.21kHz;當(dāng)輸入頻率超過(guò)17.21kHz,如24kHz時(shí),就會(huì)產(chǎn)生波形失真,這也正是文章作者真正想表達(dá)的主題。 |
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