Această întrebare este legată de funcționarea unui amplificator op. Știu ce este rata de rotație, dar nu sunt pe deplin sigur dacă este bine să ai o rată ridicată de rotație.
În ceea ce înțeleg, o rată de rotație mai mare ar trebui să permită amplificatorului operațional să dea ieșirea conform intrării fără întârziere. Este corectă înțelegerea mea?
Care sunt efectele datorate limitărilor ratei de rotație?
Comentarii
- Rata de rotație nu depinde doar de frecvență. Depinde și de tensiune.
- Da, o versiune superioară poate reproduce mai fidel semnalul. Componentele superioare de redactare costă mai mult, așa că încercăm să scăpăm cât mai puțin posibil. Componentele cu conținut ridicat vor necesita, de asemenea, mai mult curent de alimentare și condensatori mai mari și vor provoca zgomot în componentele din jur.
- Rata mare de rotire nu este întotdeauna un lucru bun. Prin furier, o undă pătrată perfectă necesită câștig la toate frecvențele – în mod clar imposibilă -, dar amplificatoarele cu rată mare de învârtire vor avea un câștig mai mare de frecvență, ceea ce poate provoca probleme de stabilitate și poate determina necesitatea unei dispuneri atente.
Răspuns
Limitele ratei de rotire vor provoca distorsiuni la frecvența și amplitudinea ridicată a ieșirii. Dacă amplificatorul dvs. are o rată limitată, introducerea unei forme de undă periodice (sinusoidală, pătrată etc.) va avea ca rezultat ceva care seamănă cu o undă din dinte de ferăstrău. Acest lucru poate crea armonici de frecvență care nu sunt prezente în semnalul original, mai ales atunci când semnalul sursă este o undă sinusoidală pură. În general, trebuie să aveți o rată de rotire suficient de mare pentru cea mai mare frecvență și tensiune de ieșire pe care trebuie să le accepte circuitul.
Rata de rotire este un alt termen pentru panta. Panta maximă a unei unde sinusoidale este egală cu amplitudinea sa ori de frecvența sa unghiulară (derivată a \ $ A \ sin (2 \ pi ft) \ $ la trecerea zero la \ $ t = 0 \ $ este \ $ 2 \ pi f A \ $). Deci, un semnal de 1 MHz la o amplitudine de 1 V (2 V vârf până la vârf) are o pantă maximă de \ $ 2 \ pi \ times 1 \ text {V} \ times 1 \ text {MHz} = 6,28 \ text {V} / \ mu \ text {s} \ $. Dacă amplificatorul dvs. are o rată de scădere mai mică de \ $ 6,28 \ text {V} / \ mu \ text {s} \ $, atunci veți obține o undă triunghiulară dacă încercați să obțineți o ieșire de 1 MHz 1 V sinusoidală. Rețineți că rata de rotire are legătură cu tensiunea de ieșire a amplificatorului op, nu cu câștigul. Acestea fiind spuse, de obicei afectează mai mult circuitele cu câștig mare, deoarece semnalele tind să fie mai mari.
În amplificatoarele de operare, rata de rotire și lățimea de bandă tind să fie legate – amplificatoarele de operare de mare viteză tind să aibă rate de rotire rapide, altfel nu ar fi foarte utile. Ratele de rotire rapide vor permite depășește sau sună la un swing de ieșire mai mare decât un amplificator operațional cu lățime de bandă echivalentă, dar o rată de rotire mai lentă. Rata de rotire mai lentă poate ajuta la limitarea depășirii și sunetului în multe cazuri. Un alt lucru de luat în considerare este sursa de alimentare – curentul de ieșire trebuie să provină de la undeva. Amplificatoarele de operare cu viteză redusă foarte mare necesită o sursă de alimentare cu impedanță foarte mică. Acest lucru poate necesita plasarea mai multor condensatori cu valori diferite foarte aproape de amplificatorul de operare – în general o combinație de capacitate mare, în vrac și capace mici de bypass de înaltă frecvență.
Limitările ratei de rotire pot fi utile pentru reducerea conținutului armonic al semnalelor digitale. Unele dispozitive au tendința de a produce margini foarte rapide (de exemplu, FPGA) care, deși sunt necesare pentru comunicații cu lățime de bandă mare, pot cauza probleme cu comunicarea cu viteză mai mică. s. Marginile rapide se pot cupla cu urmele adiacente și pot provoca diafragme și interferențe intersimbolice. Limitarea ratei de rotație poate atenua acest lucru. Transmiterea datelor seriale pe o lățime de bandă limitată (de exemplu, pentru o legătură RF) profită, de asemenea, de limitarea ratei de rotire pentru a limita lățimea de bandă a semnalului.
Comentarii
- Da, o limită redusă va cauza distorsiuni la amplitudini și frecvențe mari, dar cred că ar fi mai mult caracterizată prin filtrare low-pass decât armonic generație care ar avea nevoie de versuri superioare pentru a deveni semnificativă. Limitarea Slewrate este utilizată pentru a preveni armonicele din liniile de comunicații.
- Ei bine, depinde de ce semnal despre care ‘ vorbiți. O undă sinusoidală perfectă nu are armonici, dar o undă sinusoidală trimisă printr-un amplificator cu rată redusă va câștiga unele armonici datorită distorsiunii. În sistemele de comunicații, unda de pornire este o undă pătrată care poate avea armonici până la frecvențe incredibil de mari datorită pantei marginilor. Limitarea ratei de rotire îl face să arate mai mult ca o undă sinusoidală și, prin urmare, atenuează unele dintre aceste armonici.
Răspuns
Există mai multe probleme care pot proveni de la o rată de rotire „prea mare”:
-
Rata de rotire se corelează vag cu lățimea de bandă a amplificatorului op, astfel încât să folosiți un amplificator op cu o rată mult mai mare rata de învârtire decât este de fapt necesară înseamnă că vă faceți circuitul sensibil la lucrurile la care nu trebuie să fie sensibil.
-
Un amplificator operațional cu o rată mare de rotire este mai probabil să fie susceptibil la sonerie . S-ar putea să trebuiască să compensați circuitul pentru a remedia problema.
-
Op-amperele cu adevărat rapide de multe ori nu ca și cum ar fi rulat la câștig de unitate.
Unele fișe tehnice ale amplificatorului operațional vor ieși imediat și vă vor spune acest lucru. Un exemplu este OPA227 și OPA228 . OPA228 este de aproximativ 4 × mai rapid, dar este stabil numai în câștiguri de 5 sau mai mari. OPA227 are un capac de plumb de fază în interior care îi limitează lățimea de bandă, permițându-i să fie unitate -câștigă stabil.
Uneori, foaia tehnică a amplificatorului de operare ascunde acest fapt, cum ar fi cu AD8397 . Fișa sa tehnică vă spune că „unitate câștig stabil” la pagina 1, dar apoi săpați în detalii și găsiți primul grafic la pagina 9 care arată vârful în lățimea de bandă vs curba câștigului la câștigul unității. Acest lucru se ridică efectiv la feedback pozitiv, ceea ce înseamnă că tot ce aveți nevoie este un stimul la frecvența maximă pentru a avea șanse mari la crearea unui oscilator. Puteți ajunge la un circuit care funcționează bine pe bancul dvs. de lucru, dar nu reușește în altă parte din cauza unui mediu RFI diferit.
Răspuns
Îți pasă cel mai mult de rata de rotire, când tensiunea de ieșire este mare. (Câțiva volți) La amplitudini mai mici, veți avea grijă mai mult de produsul GBW. Unele opamps vor cita lățimea de bandă a puterii totale, BW la amplitudinea maximă de ieșire. În general, acest lucru va fi determinat de rata de rotire. div>
Răspuns
Amplificatoarele de operare pot fi utilizate în mai multe scopuri. În general, se va dori să aveți o rată de rotire suficient de rapidă încât amplificatorul de operare să nu fie niciodată să fie limitată la rotație în timpul procesării unui semnal de curent alternativ „continuu”. Pe de altă parte, dacă un amplificator de operare va fi utilizat pentru a procesa un semnal discontinuu care reprezintă un număr de niveluri de curent continuu în secvență, ieșirea amplificatorului de operare va fi eșantionată la ceva timp după modificarea intrării, o rată de rotire care este lentă, dar încă suficientă pentru ca ieșirea să atingă nivelul necesar înainte de a fi eșantionată, poate reduce probabilitatea de depășire comparativ cu o rată de rotire mai rapidă.
Un alt mod a privi lucrurile înseamnă a spune că dacă intrarea unui amplificator operațional va fi „natural” lipsită de tranziții care ar fi mai clare decât ceea ce se dorește sau este necesar în ieșire, atunci ar trebui să utilizați un amplificator operațional a cărui rată de rotire este cel puțin la fel de rapidă ca rata maximă de rotație care va fi comandată de la intrare. Dacă, totuși, intrarea poate conține tranziții extrem de clare, iar ieșirea nu trebuie să le reproducă, folosind un amplificator cu viteză redusă poate, „gratuit”, să ajute la reducerea clarității tranzițiilor la ieșire și la sunete sau alte urâciuni care ar putea provoca o astfel de claritate. Utilizarea unui amplificator operațional cu o rată de rotire mai mare decât este necesar poate reduce cantitatea de ajutor oferită.