スルーレートを高くするのは良いですか？スルーレートの制限による影響にはどのようなものがありますか？

スルーレート制限は、高い出力周波数と振幅で歪みを引き起こします。アンプのスルーレートが制限されている場合、周期的な波形（正弦波、方形波など）を入力すると、のこぎり波のように見えます。これにより、特にソース信号が純粋な正弦波の場合、元の信号には存在しない周波数高調波が発生する可能性があります。一般に、回路がサポートする必要のある最高の周波数と出力電圧に対して、十分に高いスルーレートが必要です。

スルーレートは、勾配の別の用語です。正弦波の最大勾配は、その振幅に角周波数を掛けたものに等しくなります（\ $ t = 0 \ $でのゼロ交差での\ $ A \ sin（2 \ pi ft）\ $の導関数は\ $ 2 \ pi f A \ $）。したがって、1 V振幅（2 Vピークツーピーク）の1 MHz信号の最大スロープは、\ $ 2 \ pi \ times 1 \ text {V} \ times 1 \ text {MHz} = 6.28 \ text {V} / \です。 mu \ text {s} \ $。アンプのスルーレートが\ $ 6.28 \ text {V} / \ mu \ text {s} \ $未満の場合、1 MHz 1 Vの正弦波を出力しようとすると、三角波が発生します。スルーレートは、ゲインではなく、オペアンプの出力電圧に関係していることに注意してください。そうは言っても、信号が大きくなる傾向があるため、通常は高ゲイン回路に大きな影響を与えます。

オペアンプでは、スルーレートと帯域幅がリンクする傾向があります。高速オペアンプはスルーレートが速い傾向があり、そうでない場合はあまり役に立ちません。スルーレートが速いと、オペアンプは同等の帯域幅でスルーレートが遅いオペアンプよりも大きな出力振幅でオーバーシュートまたはリンギングするスルーレートが遅いと、多くの場合、オーバーシュートとリンギングを制限するのに役立ちます。考慮すべきもう1つのことは、電源です。出力電流は非常に高速なスルーレートのオペアンプには、非常に低いインピーダンスの電源が必要です。これには、オペアンプの非常に近くに異なる値の複数のコンデンサを配置する必要がある場合があります。通常、大きなバルク容量と小さな高周波バイパスキャップの組み合わせです。

スルーレートの制限は、デジタル信号の高調波成分を減らすのに役立ちます。一部のデバイスは、高帯域幅の通信には必要ですが、低速の通信で問題を引き起こす可能性のある非常に高速なエッジ（FPGAなど）を生成する傾向があります。 s。高速エッジは隣接するトレースに結合する可能性があり、クロストークやシンボル間干渉を引き起こす可能性があります。スルーレートを制限すると、これを軽減できます。制限された帯域幅（RFリンクなど）でシリアルデータを送信する場合も、スルーレート制限を利用して信号の帯域幅を制限します。

コメント

• はい、スルーレートを制限すると、高振幅と高周波数で歪みが発生しますが、高調波よりもローパスフィルタリングの方が特徴的だと思います。重要になるにはさらに高いスルーレートを必要とする世代。スルーレート制限は、通信回線の高調波を防ぐために使用されます。
• まあ、それはあなたが話している信号に依存します'。完全な正弦波には高調波がありませんが、スルーレートが制限されたアンプを介して送信された正弦波は、歪みのためにいくつかの高調波を獲得します。通信システムでは、開始波は方形波であり、エッジの傾斜により、信じられないほど高い周波数まで高調波が発生する可能性があります。スルーレート制限により、正弦波のように見え、その結果、これらの高調波の一部が減衰します。

「多すぎる」スルーレートに起因する可能性のあるいくつかの問題があります。

• スルーレートはオペアンプの帯域幅と大まかに相関するため、はるかに高いオペアンプを使用します。実際に必要とされるよりもスルーレートは、「回路を、敏感である必要のないものに敏感にする」ことを意味します。

• スルーレートが高いオペアンプは、リンギングの影響を受けやすい傾向があります。これを修正するには、回路を補償する必要がある場合があります。

• 非常に高速なオペアンプは多くの場合そうではありません。ユニティゲインで実行するようなものです。

  いくつかのオペアンプのデータシートがすぐに出てきて、これを教えてくれます。例として、 OPA227とOPA228 。OPA228は約4 ×高速ですが、5以上のゲインでのみ安定しています。OPA227の内部には位相リードキャップがあり、帯域幅が制限されているため、1にできます。 -安定します。

  AD8397 のように、オペアンプのデータシートにこの事実が隠されている場合があります。そのデータシートに記載されています。 1ページの「ユニティゲイン安定」ですが、詳細を掘り下げて、ユニティゲインでの帯域幅とゲインの曲線のピークを示す9ページの最初のグラフを見つけます。これは事実上正のフィードバックに相当します。つまり、必要なのは、発振器を作成するチャンスを得るのに必要なピーク周波数での刺激だけです。ワークベンチでは正常に動作するが、RFI環境が異なるために他の場所では失敗する回路になってしまう可能性があります。

出力電圧が大きい場合、主にスルーレートが気になります。 （数ボルト）より低い振幅では、GBW積をより気にするでしょう。一部のオペアンプは、最大出力振幅でのBWであるフルパワー帯域幅を引用します。一般に、これはスルーレートによって決定されます。

オペアンプはさまざまな目的に使用できます。一般に、オペアンプが決して使用できないほど高速なスルーレートが必要になります。 「連続」AC信号の処理中はスルーレートが制限されます。一方、オペアンプを使用して、複数のDCレベルを順番に表す不連続信号を処理する場合は、オペアンプの出力がサンプリングされます。入力が変更されてからしばらくすると、スルーレートは遅くなりますが、サンプリングされる前に出力が必要なレベルに達するには十分であるため、より速いスルーレートと比較してオーバーシュートの可能性が低くなる可能性があります。

物事を見るということは、オペアンプへの入力が「自然に」トランジションがない場合、それよりもシャープになるということです。出力に必要なもの、または必要なものがある場合は、スルーレートが入力から指令される最大スルーレートと少なくとも速いオペアンプを使用する必要があります。ただし、入力に非常に鋭い遷移が含まれている可能性があり、出力でそれらを再現する必要がない場合は、スルーレート制限アンプを「無料で」使用すると、出力と出力の遷移の鋭さを減らすことができます。そのような鋭さが引き起こす可能性のあるリンギングまたはその他の不快感。必要以上に高いスルーレートのオペアンプを使用すると、提供されるヘルプの量が減少する可能性があります。