運(yùn)放塊壓擺率單位增益頻寬和邏輯器件傳輸延時(shí)

　　文章原創(chuàng)作者captzs，希望此帖對大家有用。

　　1)，運(yùn)放塊壓擺率(SR)：運(yùn)放塊單位時(shí)間輸出電平變量。

　　SR=2πfVpk公式計(jì)算正弦波的升降沿斜率，作為選擇運(yùn)放塊壓擺率參數(shù)的依據(jù)，公式推導(dǎo)：

　　那么三角波和矩形波/梯形波電路如何計(jì)算?

　　1-1)，波形對稱的三角波(圖紅線)電平從0上升到Vpk,所用時(shí)間(t2-t1)=1/4周期，因?yàn)橹芷赥=1/頻率f，所以，上升斜率=Vpk/(1/4T)=4×f×Vpk，即計(jì)算運(yùn)放塊工作于三角波線性電路壓擺率公式：SR=4×f×Vpk。壓擺率少于此公式的計(jì)算值，輸出信號(hào)就失真如綠線。

　　波形不對稱的三角波，則要參照梯形波計(jì)算方法。

　　1-2)矩形波/梯形波壓擺率

　　無論頻率多少，理想矩形波前后沿垂直，無限大壓擺率的運(yùn)放塊輸出信號(hào)才不失真;而梯形波，運(yùn)放塊壓擺率不小于其前后沿斜率，輸出信號(hào)才不失真。只能用SR=Vpk/(t2-t1)公式。如圖前后沿斜率對稱梯形波(紅線)，上升沿從0至1V所用時(shí)間10ns，則斜率=1e+8v/s。小于此壓擺率，波形失真如圖綠線。

　　前后沿斜率不對稱時(shí)，壓擺率的計(jì)算要就高者。

　　1-3)壓擺率幾個(gè)注意事項(xiàng)

　　AA)上述公式計(jì)算結(jié)果是運(yùn)放塊線性工作的最低壓擺率。

　　BB)度量條件一樣的壓擺率才可比對。

　　CC)運(yùn)放塊壓擺率不隨放大倍數(shù)改變。

　　DD)運(yùn)放塊的壓擺率大于輸入信號(hào)斜率，輸出波形斜率同輸入信號(hào)。

　　EE)運(yùn)放塊的壓擺率小于或等于輸入信號(hào)斜率，輸出波形斜率同壓擺率。

　　2)運(yùn)放塊單位增益頻寬(DB)

　　單位增益頻寬是增益為1的增益頻寬積，增益頻寬積是固定值，增益越大，單位增益頻寬越小，要根據(jù)運(yùn)放塊放大倍數(shù)選擇單位增益頻寬。如果選擇小單位增益頻寬的運(yùn)放塊，輸出波形就非線性“失真”。

　　仿真測試，輸入10mv/1MHz(1e+6)正弦波(圖紅線)，壓擺率設(shè)置默認(rèn)，取單位增益頻寬1e+6Hz運(yùn)放塊接成跟隨器，輸出信號(hào)如圖1:1綠線，明顯失真。頻寬大至1.5e+7Hz ，目視輸出信號(hào)才不失真，如圖1:15黑線重疊于紅線。但是，梯形波電路，單位增益頻寬最少是輸入信號(hào)的40倍(黑線重疊于紅線);矩形波電路，最少100倍，目視輸出信號(hào)才不失真，即使選擇較大壓擺率也無濟(jì)于事。

　　3)邏輯器件的傳輸延時(shí)：分上升和下降延時(shí)，輸入信號(hào)加到諸如門電路、施密特、RS、JK等觸發(fā)器的輸入端，其輸出信號(hào)電平從低電平(一般是0)上升規(guī)定值所用的時(shí)間叫上升延時(shí);而輸出信號(hào)電平從規(guī)定值下降到低電平(一般是0)所用的時(shí)間叫下降延時(shí)。

　　AA)傳輸延時(shí)極小的器件，可以將輸入信號(hào)整形成為矩形波。

　　BB)輸出信號(hào)波形特征由傳輸延時(shí)參數(shù)決定。

　　CC)設(shè)定延時(shí)參數(shù)得到對應(yīng)的定時(shí)。

　　DD) 寬度小于傳輸延時(shí)的脈沖會(huì)被濾掉。

　　EE)利用上升和下降延時(shí)不對稱器件完成特殊功能。

　　4)壓擺率與單位增益引起的非線性特征及其運(yùn)用

　　如下圖，正弦波(紅線)經(jīng)壓擺率較小的運(yùn)放塊，輸出波形(黑線)，除了移相、幅度縮小外，其升降沿成了斜直線;矩形波(紅線)則前后沿斜率變緩或者變成三角形(黑線)。

　　如下圖正弦波(紅線)經(jīng)單位增益頻寬較小的運(yùn)放塊輸出波形(綠線)，保持原形移相但幅度明顯縮小, 單位增益頻寬更小時(shí)就如黑線;梯形波(紅線)則象阻容移相/積分一樣。

　　了解其波形特征，便可正確運(yùn)用：

　　AA) 壓擺率適度小而單位增益頻寬足夠大(太小則輸出波形前后沿成弧線)的運(yùn)放塊跟隨器，可以將矩形波轉(zhuǎn)換為梯形波或三角波;數(shù)個(gè)跟隨器連用則成為正弦波。

　　BB)壓擺率和單位增益頻寬適度小的運(yùn)放塊跟隨器，等效于濾波器抑制窄脈沖和高頻信號(hào)。

　　CC)單位增益頻寬小的高倍放大運(yùn)放塊，等效于RC積分電路，多級(jí)連用更佳。

　　DD)當(dāng)發(fā)現(xiàn)線性運(yùn)用運(yùn)放塊輸出信號(hào)失真，對照上波形圖判別那個(gè)參數(shù)選擇錯(cuò)。