轉(zhuǎn)換速率是大多數(shù)電子電路的關(guān)鍵。轉(zhuǎn)換速率決定了電路適應(yīng)快速輸出上升并減少失真。

今天我們主要從以下幾個方面介紹轉(zhuǎn)換率：

① 轉(zhuǎn)換速率是多少

② 是什么導(dǎo)致轉(zhuǎn)換率

③ 回轉(zhuǎn)速率與帶寬(帶寬）

④ 回轉(zhuǎn)速率與頻率響應(yīng)(頻率響應(yīng)）

01

轉(zhuǎn)換速率是多少

Slew rate是運(yùn)算放大器輸出電路可以產(chǎn)生的電壓變化的最大速率。它被測量為相對于時間的電壓，數(shù)據(jù)表中使用的典型單位是V/μs。因此，它表明了其輸出電壓（Vo）變化的速度。

在處理交流信號或作為比較器時，您需要注意此參數(shù)。轉(zhuǎn)換速率越大，對應(yīng)的運(yùn)算放大器帶寬就越高。

轉(zhuǎn)換速率有助于防止運(yùn)算放大器的輸出失真(失真） 太多

因此，轉(zhuǎn)換速率必須高，以確保最高的無失真o/p電壓擺動。

Slew Rate的原因是什么

一般來說，轉(zhuǎn)換速率主要是由于運(yùn)算放大器動態(tài)響應(yīng)的兩個特性(動態(tài)響應(yīng)）.

① 運(yùn)算放大器的輸出不能對輸入的變化做出即時響應(yīng)。因此，從輸入變化到輸出變化，我們有一個不可避免的延遲。

② 當(dāng)運(yùn)算放大器以負(fù)反饋配置連接時，在某些情況下，這種延遲將導(dǎo)致施加到反相輸入端子的電壓和施加到非反相輸入端子上的電壓之間的大差。這種大的差分電壓以輸出電壓線性增加（或減少）的方式改變了差分對輸入級的行為，即VOUT（t）=SR×t。轉(zhuǎn)換速率（SR）受到補(bǔ)償電容量的強(qiáng)烈影響。

轉(zhuǎn)換速率公式為SR=ΔVout/Δt。轉(zhuǎn)換速率單位為V/μs或伏特每秒。見圖1。

圖1 SR計(jì)算

SR是輸出電壓幅度相對于時間從10%到90%的最大變化。SR屬于大信號現(xiàn)象，運(yùn)放的限流和本征級飽和在很大程度上導(dǎo)致了SR的產(chǎn)生。

決定轉(zhuǎn)換速率的因素有：頻率補(bǔ)償、高增益輸入級和輸出驅(qū)動器限制。

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回轉(zhuǎn)速率與帶寬

兩個重要的概念與運(yùn)算放大器的速度有關(guān)，如轉(zhuǎn)換速率和帶寬。兩者共同決定階躍響應(yīng)的總時間。

回轉(zhuǎn)速率可以限制通過運(yùn)算放大器的任何信號變化?；剞D(zhuǎn)是一種非線性效應(yīng)。如果正弦輸入信號乘以運(yùn)算放大器的增益導(dǎo)致斜率高于運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換速率，則輸出波形的一部分將是正弦曲線的直線而不是彎曲部分。

因此，回轉(zhuǎn)可以改變信號的形狀，因此是失真的來源，而不僅僅是振幅或相位的改變。因此，回轉(zhuǎn)可能會改變或扭曲信號形狀。

帶寬是對信號中的微小變化做出反應(yīng)的最高速率。在直流偏壓下，運(yùn)算放大器可以通過使用靜態(tài)功率來設(shè)計(jì)，以便它接受小信號或相當(dāng)小的振幅信號。當(dāng)這些信號通過傅立葉變換分解時，它會給你添加從小頻率到大頻率的極其不同的頻率。

當(dāng)帶寬更高時，運(yùn)算放大器能夠增加更高頻率的信號，因此它們具有高速度。信號增益為1/√2（0.707）的頻率，則它是運(yùn)算放大器的完美帶寬值。因此，這是運(yùn)算放大器可以通過預(yù)期行為發(fā)揮作用的最高頻率。

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回轉(zhuǎn)速率與頻率響應(yīng)

當(dāng)我們處理正弦信號時，運(yùn)算放大器在高頻下會失去增益，而當(dāng)我們處理瞬態(tài)事件時，相同的基本機(jī)制限制了輸出信號的最大變化率。然而，重要的是要認(rèn)識到頻率響應(yīng)和轉(zhuǎn)換速率是不同的現(xiàn)象，并且這兩種現(xiàn)象的影響是根本不同的。

回轉(zhuǎn)速率是放大器對輸出中的變化做出反應(yīng)的速率。在不同頻率、相同振幅的不同波形中，我們可以注意到每個正弦波的振幅都是相同的；具有最大頻率的信號在每單位時間內(nèi)具有最大電壓變化。

因此，當(dāng)頻率增加時，轉(zhuǎn)換速率具有逐漸的效果，直到在轉(zhuǎn)換速率不能與波形的頻率繼續(xù)的地方達(dá)到閾值。

因此，在那之后，高頻響應(yīng)可能會受到轉(zhuǎn)換速率的影響，導(dǎo)致信號在固定點(diǎn)上嚴(yán)重失真和退化。

05

總結(jié)

壓擺率對于大信號處理是一個很重要的指標(biāo)，對于要求較高的運(yùn)放一般SR＞10V/μs。通過圖1我們可以認(rèn)為其實(shí)壓擺率就是一個爬升過程，壓擺率越大爬升越快，越小爬升越慢，意味著在信號到來時，不能準(zhǔn)確的跟上，當(dāng)跟上時，信號已經(jīng)消失流走了，使得只能跟上一半或者更低，這樣就容易失真。或者說壓擺率就是個斜率，斜率越陡壓擺率越大。

我們來看圖2所示，輸入一個方波信號，輸出理論應(yīng)該像右邊上面方波一樣的圖形，但實(shí)際會像下面梯形這個圖像，就是因?yàn)閷?shí)際使用中該爬升過程受壓擺率影響，因此可以看見這個爬升過程需要時間，壓擺率越大，爬升的時間就越小，就說明很快就能登頂，那么這個斜率就越大，越接近理想中想要的波形。

圖2 壓擺率對輸出的影響示意圖

因此，壓擺率太小響應(yīng)速度會慢，導(dǎo)致輸出跟不上輸入的變化節(jié)奏，就會出現(xiàn)失真情況，所以選擇運(yùn)放時，一定要關(guān)注SR的參數(shù)。