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运放 压摆率

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北极星的熊猫|  楼主 | 2018-5-25 12:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
各位大佬,我用PA85高压运放搭了一个简单的放大20倍的电路,供电电源电压为正负24V,测量输出电压为啥频率到300KHz时,输出波形幅值就只能到5V左右,如果幅值再大就变为三角波了,自己觉得与压摆率有关,可是看数据手册压摆率与相位补偿电容有关,所选的补偿电容为10pf,压摆率应该为400V/us,经过计算压摆率为2*pi*f*Vp=9.4V/us,远小于400V/us,各位大佬帮忙分析一下原因。
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北极星的熊猫 2018-5-28 20:11 回复TA
@xch :谢谢指点 
xch 2018-5-28 09:02 回复TA
你这摆率理解不对。输入方波时才能达到声称的摆率。如果你输入信号摆率本身就低,无论如何得不到 

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airwill| | 2018-5-25 13:20 | 显示全部楼层
从这个现象看, 很象压摆率限制.
看看输入输出信号相位差有多少呢

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北极星的熊猫|  楼主 | 2018-5-25 13:55 | 显示全部楼层
airwill 发表于 2018-5-25 13:20
从这个现象看, 很象压摆率限制.
看看输入输出信号相位差有多少呢

相位差在300KHz时近45度,如图所示是输出幅值为5v时的图

SDS00012.BMP

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北极星的熊猫 2018-5-25 21:56 回复TA
@captzs :那我明天上传一下电路图,手册还有实验测得的波形,请大佬帮忙看一下。 
captzs 2018-5-25 21:46 回复TA
如果标称参数都可以,那么可能是假货。 
北极星的熊猫 2018-5-25 21:40 回复TA
@captzs :可是现在输出正负7V的波形就变成直线了 
北极星的熊猫 2018-5-25 21:39 回复TA
@captzs :单位增益带宽为300KHz时为啥相差会是45度?还请大佬详解,还有就是这个图上是差了90度,我第一次说错了。手册显示补偿电容3.3pf时,在1MHz处,增益带宽积是100,这点我觉得没有问题,还有就是手册上还有一个Power bandwidth当补偿电容是10pf时是300KHz,我把这个理解为功率带宽了,如果按照功率带宽理解,那么按照压摆率为400V/us计算完全满足在300KHz时输出正负15V的波形, 
captzs 2018-5-25 14:16 回复TA
假如幅度衰减不是0.7,那么是压摆率和GB共同影响。 
captzs 2018-5-25 14:13 回复TA
如此是GBW参数的问题,即单位增益带宽GB=300KHz,相移就是45度。 
zyj9490| | 2018-5-25 14:36 | 显示全部楼层
SR跟补偿电容有关,也跟前级的长TAIL电流有关,电流越大,压摆率越高。

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captzs| | 2018-5-25 15:06 | 显示全部楼层
北极星的熊猫 发表于 2018-5-25 13:55
相位差在300KHz时近45度,如图所示是输出幅值为5v时的图

  输出波形相位延迟和幅度衰减,如果是GBW引起的,正弦波形基本保持;如果压摆率引起的,上升和下降沿变成直线。从波形图看,GBW的贡献大。

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北极星的熊猫|  楼主 | 2018-5-25 21:42 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2018-5-25 14:36
SR跟补偿电容有关,也跟前级的长TAIL电流有关,电流越大,压摆率越高。

在测量这个电路的时候,我是直接接的信号发生器,还有请大佬讲解一下前级的长TAIL电流是啥?这个没接触过

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参与人数 1威望 +1 收起 理由
king5555 + 1 您最好秀出完整测试电路包含负载,目前的指标完全不符合手冊,难道是假货。
北极星的熊猫|  楼主 | 2018-5-25 21:44 | 显示全部楼层
captzs 发表于 2018-5-25 15:06
输出波形相位延迟和幅度衰减,如果是GBW引起的,正弦波形基本保持;如果压摆率引起的,上升和下降沿变 ...

对,现在就是幅度不太大时,例如输出正负5V的波形,在0-150KHz范围内没啥问题,上升到300KHz时会衰减25%,当输出正负10V时,频率上升到较高时,不仅波形会衰减,而且会变成三角波。

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zyj9490| | 2018-5-25 21:47 | 显示全部楼层
北极星的熊猫 发表于 2018-5-25 21:42
在测量这个电路的时候,我是直接接的信号发生器,还有请大佬讲解一下前级的长TAIL电流是啥?这个没接触过 ...

差分对的长尾电流,决定每个半边的电流的动态范围,决定了对补偿电容的充电速率。

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北极星的熊猫|  楼主 | 2018-5-25 21:53 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2018-5-25 21:47
差分对的长尾电流,决定每个半边的电流的动态范围,决定了对补偿电容的充电速率。 ...

谢谢大佬

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OTB| | 2018-5-25 21:59 | 显示全部楼层
这个东西恐怕是在225V电压的时候。

谢谢大家!

才能做到SR=1000V/us.

如果是24V电源电压,那么恐怕只能得到100V/us,最大,这还是最好的情况下。

而且其SR=1000V/us应该是电压跟随器方式。

放大20倍能到5V/us就不错了。

再次感谢大家!

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zyj9490| | 2018-5-25 22:06 | 显示全部楼层
OTB 发表于 2018-5-25 21:59
这个东西恐怕是在225V电压的时候。

谢谢大家!

电流反馈模式的不在这个限制。

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OTB| | 2018-5-25 22:12 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2018-5-25 22:06
电流反馈模式的不在这个限制。

这是4558类的电压模式。

谢谢大家!

225V电源电压的时候的长尾电流元的电流比25V时候的大的多,也导致低压的时候SR大幅减小。

再次感谢大家!

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6688hyc| | 2018-5-26 13:00 | 显示全部楼层
高深

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北极星的熊猫|  楼主 | 2018-5-26 14:55 | 显示全部楼层
OTB 发表于 2018-5-25 21:59
这个东西恐怕是在225V电压的时候。

谢谢大家!

为啥放大20倍能到5v/us就不错了?这是为啥?愿听大佬详解。还有就是如何在24V供电电源下能够达到100V/us?

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北极星的熊猫|  楼主 | 2018-5-26 15:59 | 显示全部楼层
北极星的熊猫 发表于 2018-5-26 14:55
为啥放大20倍能到5v/us就不错了?这是为啥?愿听大佬详解。还有就是如何在24V供电电源下能够达到100V/us ...

为啥压摆率还要除以放大倍数?

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xianshu| | 2018-5-26 23:29 | 显示全部楼层
  我是来学习的

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OTB| | 2018-5-26 23:50 | 显示全部楼层
北极星的熊猫 发表于 2018-5-26 14:55
为啥放大20倍能到5v/us就不错了?这是为啥?愿听大佬详解。还有就是如何在24V供电电源下能够达到100V/us ...

看似这个运放的SR与长尾电流元有关。

谢谢大家!

但这是极限方式的最大情况。

如果闭环的带宽足够小,那么实际的SR是减小的。

SR=6.28*f*A中的f早已失真严重。

SR并没有什么真正的意思。

你要真想放大300K的信号,失真足够小,起码需要30M的闭环带宽。

SR仅仅就是最大可能的方波方式的上升率而已。

虽然可以计算频率,但此时的波形是严重失真的。

交流放大的问题,是教科书从不敢讨论的问题。

因此,出现各种问题是不奇怪的。

本大师说的放大20倍,就是闭环带宽减小了20倍的意思,此时的SR再大,也没有意思,因为失真很大。

貌似人们的经验就是:放大频率为f的信号,起码闭环带宽要是f的50倍才行。

再次感谢大家!

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OTB| | 2018-5-26 23:55 | 显示全部楼层
北极星的熊猫 发表于 2018-5-26 15:59
为啥压摆率还要除以放大倍数?

SR压摆率没有什么真正的意义。

谢谢大家!

但却是教科书可以计算的东西,但现实意义不在于此。

想象一个水桶。

一个入水阀门和一个出水阀门。

入水阀门的开度有最大限制,就像电流元的限制。

水桶水位低的时候,就要开最大的入水阀门,此时就有一个最大的“灌水速度”,就像SR压摆率。

这就是标准的非线性模式。

运放大部分情况都是工作在如此的非线性模式。

只有当“净输入”足够小的时候,才算进入了线性模式。

因此,在本大师的教导下,所有教科书的受害者们都应该理解SR到底是什么。

再次感谢大家!

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Siderlee| | 2018-5-27 14:04 | 显示全部楼层
PA85

功率带宽300-500khz,你20倍 增益看数据是300

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北极星的熊猫|  楼主 | 2018-5-28 19:56 | 显示全部楼层
Siderlee 发表于 2018-5-27 14:04
PA85

功率带宽300-500khz,你20倍 增益看数据是300

功率带宽是由f=SR/(2*pi*Vp)来计算的,可是这个手册上没有给出Vp是多少,那这个参数还有什么意义?

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