如何计算运算放大器所需的压摆率

压摆率 (Slew Rate),亦称转换速率,是运算放大器的一个重要参数。它反映放大器对输出电压转换的速率。换句话说,它显示运算放大器能够多快响应输入电平的快速变化。

下图显示一般放大器输出时升压的波型。

  • 压摆率(Slew Rate) = ΔV/ Δt , 通常以V /μs单位作表达。
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在线路设计中,可用以下公式计算出所需运算放大器的压摆率的最小值

  • S ≥ 2 x π x freq x Vp
    freq = 最高信号频率 (Hz)
    Vp = 信号的最大峰值电压 (V)

举例,放大5Vp , 25kHz最高频率的信号, 跟据以上公式运算, 至少需要压摆率0.785V/μs的运算放大器。

在选择合适的运算放大率压摆率时, 也要注意以下情况 :

  1. 较高的压摆率将有更高的工作电流,这会导致更高的功耗。
  2. 更快的压摆率将有更高的带宽,这可能浪费带宽并增加电路设计的复杂性。
  3. 较高的压摆率会产生电磁干扰(EMI)

在这篇文章中,我学习到了压摆率的定义与计算。请问使用何种仪器能够测出实际运算放大器的压摆率,应当如何搭建测试电路?

需要脉冲发生器和示波器,测试电路可以用单位增益缓冲器(A=+1),具体可以看下面ADI应用笔记:

请问如何理解OP07的压摆率和带宽两项参数呢?
按公式计算,freq=0.6MHz,S=0.3V/μs,信号最大峰值电压Vp仅为0.08V吗?

Closed-Loop Bandwidth:在单位增益(或具体闭环增益)下,放大器维持增益至下降 3dB 的频率
Slew Rate (S):放大器输出电压最大变化速度(V/μs)

我觉得你的理解和计算应该是正确的。OP07 的压摆率0.3 V/μs 是比较低的(现代很多高速运放能达到很高的压摆率),所以不适合高频大信号。

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压摆率与功耗、带宽、EMI的关联性体现 了电路设计中的权衡逻辑: 高摆率虽提升 响应速度,但可能增加功耗、引入多余带 宽干扰, 需根据实际场景取舍。