运算放大器的转换速率SR (Slew Rate)

转换速率是表示运算放大器的工作速度的参数。

表示输出电压在规定的单位时间可变化的比例。

例如，1[V/μs]表示在1[μs]内可使电压发生1[V]的波动。

理想运算放大器可忠实地输出任何输入信号对应的输出信号，但实际上还存在一种叫做转换速率的限制。

给输入施加上升沿和下降沿比较陡峭的矩形波脉冲时，表示输出电压在单位时间内可发生什么程度的变化。下图表示转换速率的定义。

转换速率测量电路和波形图

上升沿和下降沿的转换速率按下式计算。

转换速率按"上升沿"或"下降沿"中较慢的一方为基准进行规定。

因此，表示运算放大器输出信号的斜率的最大值。

对于波动更剧烈的信号，输出波形难以跟随而发生变形。构成放大电路时，转换速率是输出变化的比例，因此不会发生变化。

运算放大器用于直流、交流两者的信号放大。

运算放大器受响应速度限制，并非可处理任何信号。

在上图所示的电压跟随器结构中，直流电压输入受到输入电压范围和输出电压范围的限制。

此外，带有频率的交流信号还受到增益带宽积和转换速率的制约。

此处对振幅与频率的关系，即转换速率加以考虑。

求运算放大器可输出的最大频率。

正弦波

求输出右图所示波形所需的转换速率。

y=Asinωt

转换速率是正弦波的切线的斜率，故对上式进行微分。

转换速率为

SR=Aω　ω=2πf

再者，正弦波的振幅是峰间值，VPP=2A，因此，可进行如下变形。

该频率f被叫做全功率带宽。

它们处于运算放大器未设定放大率的状态，即电压跟随器中运算放大器的可输出振幅（在输出电压范围内）与频率的关系。

例）在SR=1V/μs的运算放大器中，可输出1VPP信号的频率为

振幅保持不变且超过上述求得的频率时，波形受转换速率限制，正弦波变为三角波，发生失真。

文章来源：罗姆