运放参数解析:压摆率(SR)

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今天继续与大家分享运放参数---压摆率(SR)。

压摆率(SR)也是运放一项重要的性能指标。其主要反应运放对大输入信号的最快反应速度。下面以LT1797构成的同相比例放大器为例对压摆率进行介绍。

放大器

图1 同向比例放大电路

放大器

图2 压摆率定义

图2中Vin为幅值为1V的阶跃信号,Vo为运放电路的输出。压摆率定义为当输入出现一大幅值阶跃信号时,Vo从10%变化至90%的变化量对时间的变化率。由图2可知Vo从10%变化至90%对时间的变化率为2.5161V/us。图3为LT1797数据手册给出的压摆率指标,其值为2.5V/us,与定义仿真结果非常接近。常见运放的压摆率范围很宽,从零点几伏每微秒至几千伏每微秒。

放大器

图3 LT1797压摆率

了解压摆率含义以后我们知道,若需要对大信号进行放大,需要选择压摆率合适的运放才能保证电路正常工作。若运放压摆率小于输入信号对时间的导数,电路输出波形将发生失真。

同样以图1所示电路进行仿真验证,首先将输入信号设置为幅值为0.5频率为10kHz的正弦信号,此时运放输出Vo并未发生失真现象。仿真波形如图4所示。保证其它参数不变仅将Vin频率改为1MHz,仿真结果如图5所示,此时Vo已经失真为三角波。

放大器

图4 10kHz正弦Vin

放大器

图5 1MHz正弦Vin

那我们到底该如何根据确定的Vin选择合适压摆率的运放呢? 其实只要保证运放的压摆率大于输入信号对时间导数的最大值即可保证运放输出波形不失真,当然还要保证运放输出电压不要超过运放允许的最大输出电压范围。当输入信号为幅值0.5V,频率10kHz的正弦信号时,我们可以求出该信号的最大变化率为

放大器

我们只需要选择压摆率大于该值的运放即可如LT1797。而当输入信号为幅值0.5V,频率1MHz的正弦信号时,我们可以求出该信号的最大变化率为

放大器

而LT1797的压摆率为2.5V/us小于输入信号变化率, 因此输出信号将失真,我们需要选择压摆率更大的运放才可以。

OK,关于运放压摆率的几点问题今天就和大家分享到这里,喜欢笔者的读者请点击下方公众号名片关注笔者,您的关注与支持将转换为笔者前进的动力,小生将在后续的推送中不断送出更多优质内容,关注后还可加入技术交流群与各路大神共同探讨进步。

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