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電路的輸出波形為什么會(huì)出現(xiàn)失真的情況？

筆者在技術(shù)支持過(guò)程中,常常遇到工程師質(zhì)疑放大器的增益帶寬積參數(shù)“摻水”啦!!!設(shè)計(jì)中明明預(yù)留很大余量,但是電路的輸出波形依然出現(xiàn)失真的情況。其實(shí),在交流信號(hào)調(diào)理電路的帶寬評(píng)估中,應(yīng)該區(qū)分對(duì)待輸入信號(hào)是小信號(hào),還是大信號(hào)。如果輸入信號(hào)是小信號(hào)使用增益帶寬積參數(shù)是合理的,而當(dāng)輸入信號(hào)為大信號(hào)時(shí),還使用增益帶寬積參數(shù)進(jìn)行評(píng)將會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)缺陷。本篇將通過(guò)一個(gè)實(shí)例分析,壓擺率與大信號(hào)帶寬(滿功率帶寬)的關(guān)系,以及一種快捷仿真滿功率帶寬的方式。

01 壓擺率定義

壓擺率(Slew Rate,SR)定義為由輸入大信號(hào)階躍變化引起的輸出電壓變化率,常用單位是V/μs。如圖2．125,在緩沖器電路的輸入端提供一個(gè)由最低輸入信號(hào)到最高輸入信號(hào)的階躍變化Vin,放大器受到壓擺率參數(shù)的影響,輸出信號(hào)Vo對(duì)于大信號(hào)的響應(yīng)以最快的變化速率(dV/dt)上升,直到輸出信號(hào)達(dá)到與輸入信號(hào)等幅值。

圖2．125 壓擺率參數(shù)工作示意圖

應(yīng)當(dāng)注意放大器上升、下降過(guò)程中的壓擺率可能不同,以及壓擺率參數(shù)的測(cè)試條件。如圖2．126,在±5V電源供電,增益為1倍的電路中,ADA4807輸出5V階躍信號(hào)。在信號(hào)的上升沿,從峰值的20%提高到80%時(shí),壓擺率(SR+)為225V/μs。在信號(hào)的下降沿,從峰值的80%下降到20%時(shí),壓擺率(SR-)為250V/μs。

圖2．126 ADA4807動(dòng)態(tài)性能參數(shù)

在數(shù)據(jù)手冊(cè)中,沒(méi)有明確提供壓擺率參數(shù)的放大器,可以使用大信號(hào)瞬態(tài)響應(yīng)圖。如圖2．127,估讀Δt、ΔV,按照壓擺率定義估算壓擺率的范圍。

圖2．127 ADA4807大信號(hào)瞬態(tài)響應(yīng)

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