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      如何選擇運放的壓擺率?

      2024/1/17 10:42:28??????點擊:

            一般而言,后級電路對壓擺率要求更高,因為信號被逐級放大后,越到后級電路,信號波動范圍越大,此時要用大信號響應來分析。

            那么怎么根據信號的特征來選擇合適的壓擺率呢?

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

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

            

      圖1-75  標準運放選擇壓擺率1


            圖1-75 是標準運放壓擺率與信號頻率的仿真,信號幅值為5V,標準運放的壓擺率設置為1M V/s,則能處理的信號頻率應小于SR/(2πAf)=1000000/(2*3.14*5)=31.8KHz,從仿真結果看,輸入信號是32KHz&3.535Vrms時,輸出信號是3.532Vrms,輸入輸出信號的有效值非常接近。

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



            

      圖1-76  標準運放選擇壓擺率2


            進一步地,把信號頻率上升到100Khz,輸入3.535Vrms而輸出只有1.425Vrms,從波形來看,紅色是輸入,綠色是輸出,當壓擺率不夠時,輸出信號的幅值會降低,表現為放大倍數不夠,而且波形接近三角波。

            如果我們想處理這個100khz&5v的信號,壓擺率應該是多少呢?根據前文介紹,壓擺率SR要大于2πAf,即SR要大于2*3.14*5*100000=3.14M V/s,我們把標準運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,信號馬上就和輸入一致了,可以達到完美的跟隨器,我們就可以以此來選擇合適壓擺率的運放來設計我們的電路。

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