Berechnung der Slew Rate aus einer Zeitkonstante

Ich muss einen Operationsverstärker hauptsächlich basierend auf der Anstiegsgeschwindigkeit auswählen. Ich verwende den Operationsverstärker als Differenzkomparator mit dynamischer (Zeit-) Hysterese mit einer Zeitkonstante 3 τ = 500 μ S .

Meine obere Schwelle der Hysterese | U th | = ± 5  v während mein Hintern das minimal Mögliche ist

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie berechne ich angesichts dessen die notwendige Anstiegsgeschwindigkeit?

Bitte beachten Sie, dass ich noch einen Spannungsstabilisator hinzufügen muss U aus mit einem Zener.

Denken Sie daran, dass die Slewrate für große Signale von größerer Bedeutung ist. Die Einheiten sind in Volt pro Sekunde oder ähnlich und mit kleinen Signalen können Sie einen Betrieb mit sehr hoher Frequenz erreichen. Große rechteckige Signale sind die anspruchsvollsten, wenn eine lineare Verstärkung erforderlich ist. Wenn Sie etwas mehr Schaltungs- und Anwendungsdetails anbieten, erhalten Sie bessere Antworten.
Operationsverstärker haben eine SPEC von Slewrate. Vertrauen Sie diesem Wert?
Warum bestehen die Leute darauf, Operationsverstärker als Komparatoren zu verwenden? Warum nicht einfach einen Komparator verwenden? Sie werden nicht kompensiert und drehen daher viel schneller.

Antworten (2)

Es gibt zu viele Probleme mit diesem Design, so dass die Frage irrelevant wird, bis Sie sich über die übersehenen Annahmen, die wichtig sind, klar werden.

Die Anstiegsgeschwindigkeit, dV/dt, wird durch den Ausgangsstrom begrenzt
– dh dV/dt = I/C für eine gegebene Kapazitätslast.
- Normalerweise wird eher ein Komparator als ein Operationsverstärker verwendet. - Die Hysterese und die Schwellenwerte werden direkt von der Ausgangsschwingung und dem positiven Rückkopplungsverhältnis dieser Schwingung beeinflusst. - Ihr Design ist auf Masse bezogen, daher ist bei Verwendung eines Operationsverstärkers eine bipolare Versorgung erforderlich.
- Der R3-Wert wird als viel größer als die Ausgangsimpedanz des Treibers angenommen

Wenn also 3 * tau = 500 µs, dann R3C1 = 500 us / 3 = 166 us und R3 >> Rout und wenn Vout = 5 Vpp, dann ist die Anstiegsgeschwindigkeit immer viel schneller und eine Übergangszeit viel kürzer (<10%?) als Ihre RC-Zeitkonstante . Slew-Rate und Latenz werden somit auch von Ihren Systemanforderungen beeinflusst.

Aber ohne diesen Eingang würde ich eine Anstiegsgeschwindigkeit von > 5 V / 16 us oder > 0,3 V / us vorschlagen, die von vielen ICs problemlos erreicht werden kann. (Denken Sie daran, dass analoge ICs für viele Zwecke mit Bandbreiten von 25 kHz bis 500 MHz ausgelegt sind.)

Um die minimal erforderliche Anstiegsgeschwindigkeit für den Operationsverstärker zu berechnen, müssen Sie mit einer Spezifikation beginnen. Sie müssen entscheiden, was genau Sie für eine bestimmte spezifische Eingabe ausgeben möchten. Dies geht aus Ihrer verbalen Beschreibung nicht hervor.

Da die Anstiegsgeschwindigkeit etwas ist, das im Laufe der Zeit passiert, muss diese Spezifikation unbedingt eine Zeitkomponente haben. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, die Eingangssignale und das gewünschte Ausgangssignal in einem Diagramm der Spannung als Funktion der Zeit darzustellen. Idealerweise ist die Eingabe ein Schritt, so dass der Rest nur eine Verzögerung der Schaltung selbst ist.

Danach können Sie wahrscheinlich sehen, wie weit sich die Ausgabe in welcher Zeit bewegen muss. Die Anstiegsgeschwindigkeit ist das Verhältnis dieser. Beachten Sie, dass dies eine Sache ist, die amplitudenabhängig ist. Wenn Sie eine größere Ausgabe wünschen, benötigen Sie eine schnellere Anstiegsrate, um gleichzeitig zwischen den beiden Pegeln zu wechseln. Daher sollten Ihre Beispiel-Eingänge und -Ausgänge für den größten gewünschten Ausgangshub ausgelegt sein.

Sie haben die Zeitkonstante erwähnt, aber ich würde mir dieses dV / dt über einem Kondensator ansehen, der einen festen Strom verursacht. Während des schwenkbegrenzten Übergangs haben Sie wahrscheinlich sowieso keinen exponentiellen Abfall.