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运算放大器速度受什么影响？资料下载
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2021-04-20
王艳
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就运算放大器而言，速度受许多因素影响。带宽或许是要考虑的第一个技术参数。诸如，“此放大器是否具有应用所需的带宽?”尽管已明确带宽是一个关键技术参数，但就速度而言，还必须考虑放大器的压摆率。
压摆率
放大器的压摆率是其输出电压的最大变化率，通常表示为V/µs。为了无失真地再现信号，放大器必须能够使输出信号的变化速度等于(或快于)输入信号的变化速度(见图1)。放大器的满功率带宽是放大器在其有限的压摆率基础上使信号不失真的最大频率。
公式可表示为：
=压摆率/2
其中：FPBW为满功率带宽
Vp为放大器的峰值输出摆幅
压摆率对方波的影响
应用示例
我们看一下这样一个示例：设计人员需要开发一个电路来监视工业电机的振动，此电路是早期故障指示器的一部分。针对该应用，设计人员确定所关注信号的最大频率为100kHz。运算放大器用于捕捉和放大这些振动波形以供进一步分析。放大器通过3V电源供电，输出可轨到轨摆动，因此放大器输出上的峰值电压为1.5V。
从带宽的角度看，通常会选择带宽比所关注信号高出一个数量级的放大器(假设这种情况下采用单位增益)。因此在本示例中，带宽为1 MHz 的放大器刚好满足要求。这里以MCP6V01为例。它具有1.3MHz的带宽，其自动调零架构非常适合该电路所处的恶劣噪声环境。
接下来看一下其压摆率。MCP6V01的压摆率典型值指定为 0.5 V/µs(500,000 V/s)。将这些数字代入上面的公式中，得出的满功率带宽为：
= 500,000/ 2 (1.5) = 53 z
这表示，在100 kHz 的最大输入频率下，MCP6V01 的压摆率将受限，从而导致输出信号失真。因此，对于该应用而言，选择一个压摆率更高的运放是更好的选择，因为即使输入信号的频率达到100kHz，其压摆率也不受限。
在用户了解许多运放后，将发现带宽与压摆率似乎直接相关，因为其中一个参数增大时，另一个也相应增大。通常，放大器的压摆率等于其拖尾电流除以其补偿电容(放大器内部设计的一部分)。
运放的带宽越高，其拖尾电流通常越大，因此具有更高的压摆率。不过，可以在减小补偿电容的同时保持相同的拖尾电流。尽管这可实现更高的压摆率，但代价是带宽降低、噪声增大和失调电压升高。另外，还有其他技术和架构可实现更高的压摆率，但对于通用运放而言，带宽和压摆率往往彼此紧密相随。
当然要获得这些经验，必须经过实战或者有着足够经验的老司机来点拨。
现在老司机闫工联合李老师做了一套这样的运放电路设计实战入门套件，以探求本质的方式开发一套电路板，让运放电路的设计有据可依：从同相放大器电路，反相放大器，差分放大器三种电路(包括交流、直流、双电源、单电源供电12个电路)出发，由这三种电路基本可以演进出其他的所有运放电路。同时还配套以工程应用需要的角度的视频教程，讲解实际应用中运放的选型、设计以及系统稳定性，让运放电路的设计更可靠。
(mbbeetchina)
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