深入了解運(yùn)算放大器：壓擺率、電源供給方式解讀

本文中，小編將對運(yùn)算放大器予以介紹，如果你想對它的詳細(xì)情況有所認(rèn)識，或者想要增進(jìn)對它的了解程度，不妨請看以下內(nèi)容哦。

一、運(yùn)放壓擺率解讀

運(yùn)放的壓擺率（SR）是與運(yùn)放的增益帶寬積（GBW）同等重要的一個(gè)參數(shù)。但它卻常常被人們所忽略。說它重要的原因是運(yùn)入的增益帶寬積GBW是在小信號條件下測試的。而運(yùn)放處理的信號往往是幅值非常大的信號，這更需要關(guān)注運(yùn)放的壓擺率。 壓擺率可以理解為，當(dāng)輸入運(yùn)放一個(gè)階躍信號時(shí)，運(yùn)放輸出信號的最大變化速度 ，如下圖所示

因此在運(yùn)放的數(shù)據(jù)手冊中查到的壓擺率的單位是V/us。下表就是運(yùn)算放大器datasheet中標(biāo)出的運(yùn)放的壓擺率（SR）。

OPA333對階躍信號響應(yīng)的波形如下圖所示。希望能讓大家看的更直觀：

下面我們來看一下壓擺率SR的來源。先看一下運(yùn)放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

運(yùn)放的SR主要限制在內(nèi)部第二級的Cc電容上。這個(gè)電容同時(shí)也決定著運(yùn)放的帶寬。 運(yùn)放的壓擺率，主要是由于對第二級的密勒電容充電過程的快慢所決定的 。再深究一下，這個(gè)電容的大小會影響到運(yùn)放的壓擺率，同時(shí)充電電流的大小也會影響到電容充電的快慢。這也就解釋了，為什么一般超低功耗的運(yùn)放壓擺率都不會太高。好比水流流速小，池子又大。只能花更長的時(shí)間充滿池子。下表是一些常用到TI運(yùn)放的壓擺率和靜態(tài)電流：

如果SR過小的話，會使輸出信號的上升時(shí)間或下降時(shí)間過慢，從而引起輸出信號的失真。下圖是測試的OPA333增益Gain = 10 時(shí)的波形。由于OPA333的增益帶寬積為350kHz，理論上增益為10的時(shí)候的帶寬為35kHz（正弦波）。但下圖是24kHz時(shí)測試的結(jié)果。顯然輸出波形已經(jīng)失真， 原因就是壓擺率不夠了，信號產(chǎn)生了失真 。

下面以一個(gè)例子來帶大家更詳細(xì)的理解如何計(jì)算壓擺率SR，從而便于電路運(yùn)算放大器選型。例如：輸出信號的峰值Vp=2V，頻率f=2khz；計(jì)算過程如下

所以按照公式計(jì)算，運(yùn)算放大器的壓擺率需滿足大于0.025V/us，否則可能會發(fā)生上述的信號失真的情況。（需要注意公式中的Vp是輸出信號的峰值，并非輸出信號的峰峰值）

二、集成運(yùn)放的電源供給方式解讀

集成運(yùn)放有兩個(gè)電源接線端+VCC和-VEE,但有不同的電源供給方式。對于不同的電源供給方式,對輸入信號的要求是不同的。

（1）對稱雙電源供電方式

運(yùn)算放大器多采用這種方式供電。相對于公共端（地）的正電源（+E）與負(fù)電源（-E）分別接于運(yùn)放的+VCC和-VEE管腳上。在這種方式下,可把信號源直接接到運(yùn)放的輸入腳上,而輸出電壓的振幅可達(dá)正負(fù)對稱電源電壓。

（2）單電源供電方式

單電源供電是將運(yùn)放的-VEE管腳連接到地上。此時(shí)為了保證運(yùn)放內(nèi)部單元電路具有合適的靜態(tài)工作點(diǎn),在運(yùn)放輸入端一定要加入一直流電位,如圖3.2.1所示。此時(shí)運(yùn)放的輸出是在某一直流電位基礎(chǔ)上隨輸入信號變化。對于圖3.2.1交流放大器,靜態(tài)時(shí),運(yùn)算放大器的輸出電壓近似為VCC/2,為了隔離掉輸出中的直流成分接入電容C3。

以上便是小編此次想要和大家共同分享的內(nèi)容，如果你對本文內(nèi)容感到滿意，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站喲。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day！