运放参数——压摆率(SR)

2017/11/09 模拟电路

1.定义

slew rate 就是电压转换速率(Slew Rate),简称压摆率。其定义是在1微秒时间里电压升高的幅度,就是方波来测量时就是电压由波谷升到波峰所需时间,单位通常有V/s,V/ms和V/μs三种。如果电压转换速率不高,在信号来了时不能准确及时跟上,信号消失后放大器只能跟上了原信号电平的一半或更低,令信号的幅度比信号缩小,分析力也就差了。

2.解释

压摆率可认为,当输入运放一个阶跃信号时,运放输出信号的最大变化速度,如下图:

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计算表达式:

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压摆率SR的来源:

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运放的SR主要限制在内部第二级的Cc电容上。这个电容同时也决定着运放的带宽。那运放的压摆率,主要是由于对第二级的密勒电容充电过程的快慢所决定的。这个电容的大小会影响到运放的压摆率,同时充电电流的大小也会影响到充电的快慢。这也就解释了,为什么一般超低功耗的运放压摆率都不会太高。好比水流流速小,池子又大。只能花更长的时间充满池子。

SR对放大电路的影响了。它的直接影响,就是使输出信号的上升时间或下降时间过慢,从而引起失真。

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上图是测试的OPA333增益G=10时波形。由于OPA333的增益带宽积为350kHz,理论上增益为10的时候的带宽为35kHz。但下图是24kHz时测试的结果。显然输出波形已经失真,原因就是压摆率不够了。带宽也变成了27kHz左右。

压摆是产生建立时间原因,也是限制运放速率的重要因素!


参考:

1.运放的转换速率(压摆率)SR的意义和如何选取

2.运放参数的详细解释和分析-part18,压摆率(SR)

3.运放压摆率-2

4.运放的速率、建立时间和压摆率的关系

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