OpAMP中Slew引起的失真

发表于 2014-8-15 14:45

当运放由较大的输入信号驱动时，输出会slew，那么slew对运放的开环和闭环频率响应有何影响？

证明:
不管是开环，还是闭环，幅度失真都会发生，但相位失真仅在闭环条件下发生！

发表于 2014-8-15 17:48

Slewrate和闭环开环有什么关系？不相关的东西

发表于 2014-8-15 23:53

X7又伸进了。

SR是打信号特性。

是饱和特性。

你只能保证你的电路在线性情况下运行。

SR是你必须避开的。

都是闭合没有开环什么事。

现行条件下相位也不会失真。

有想法可以说。

但胡说就很不好了。

而且你总是户头蛇尾。

从来不接铁。

这就很不好了。

希望你下次注意。

谢谢大家！

发表于 2014-8-16 22:33

一，开环建模

运放的一阶模型可以用压控电流源+带米勒电容补偿的高增益放大器组成，若差分输入电压为Vi，则压控电流源可用f(Vi)表示，不过这里的f(Vi)包括slew在内的非线性项，假设Vi=б时，f(Vi)饱和，那么易得:
f(Vi)=gm*Vi 当Vi＜=б;f(Vi)=SR*C 当Vi>б
式中gm为差分输入级的跨导，压摆率SR定义为dVo/dt，C为米勒电容。

发表于 2014-8-18 15:35

接上
已知f(Vi)，根据一阶模型假设，立马可得运放输出Vo表达式为:
Vo(t)=(gm/C)∫y(t)dt
式中y(t)=Vi(t) 当Vi(t)≦б;y(t)=SRC/gm 当Vi(t)>б

根据这个表达式，容易得到OP的SLew模型，一个框图是Vi到y(t)的转换，另个是积分。根据这个时域模型，容易转换为频域模型，那么积分∫换成1/jw，y转换为N(A)，A是峰值幅度。方便期间，定义一个饱和函数f(б/A)=1，当б/A≧1，当б/A＜1时等于2/П[sin^-1(б/A)+(б/A)(1-(б/A)^2)^1/2]
记f(б/A)=N(A)，那么运放开环传递函数H(jw)=-wuN(A)/jw
上式中wu=gm/C为运放开环单位增益带宽。

根据上式，可得传递函数幅度=(wu/w)N(A)
而相位直接观察就是=-pi/2
于是证明了结论:slew引起的失真仅仅会影响开环传递函数幅度，不会影响相位。

发表于 2014-8-18 15:43

二，闭环模型推导
有了开环模型，闭环模型就简单了，在开环框图上加个反馈环路，加个输入函数框图。然后根据负反馈理论，直接可得闭环模型对应的表达式，具体略。

苦难在于:无法得到负载数学表达式的闭合形式解，可以用计算机迭代算法，得到图形解。得到的图形可用于理论估算，无需解答闭合解。

发表于 2014-8-19 00:10

xukun977 发表于 2014-8-18 15:43
二，闭环模型推导
有了开环模型，闭环模型就简单了，在开环框图上加个反馈环路，加个输入函数框图。然后根 ...

你竟申搓栾地想当可以.

谢谢大家!

带宽是Gm/Cc.

SR=Ic/Cc.

2者存在明显的比值关系.

但现实情况就是对于一个带宽.

SR在不同电源电压情况下是不同的.

电压高的SR更大.

这在这里无法体现.

按说带宽和电源电压就已经决定了SR.

但确实存在一个最大的ＳＲ．

就是ＩＣ／ＣＣ．

ＳＲ就是进入饱和的临界状态．

电源电压在高带宽在大也不会有超过ＳＲ的输出斜率．

发表于 2014-8-19 00:24

即使运放饱和Ｉｃ也是节约变化．

仅仅是相对于输出太快了而已．

所以可以看作Ｉｃ＊ｄＴ＝Ａ＊Ｃｃ　＊（ｄＶｏ／Ａ）．
＝Ｃｃ＊ｄＶｏ．

ｄＶｏ／ｄＴ＝ＳＲ＝Ｉｃ／Ｃｃ．

发表于 2014-8-19 06:12

一般的阿菜对slew也只能理解到SR=I/C=2pifA地步了。

三，slew的二阶效应
之前给太湿画了个实际的阶越响应曲线图，两点反常:一是有台阶，二是较预测更斜率更陂。这是由二阶效应造成的。

发表于 2014-8-19 11:13

xukun977 发表于 2014-8-19 06:12
一般的阿菜对slew也只能理解到SR=I/C=2pifA地步了。

三，slew的二阶效应

你根本不懂。

不是什么2节效应。

运放开环特性本来就是复杂的。

为了稳定而设置了一个低频的主导极点。

事实上为了稳定人人都得这么作。

但也不都是如此。

像NE55332之类的。

反弹时出现了由班平面0点。

有些运放的频率特性很明显可以看出其存在右半平面0点。

台阶是小信号和饱和特性的切换结果。

更陡的斜率是不可能出现的。

虽然ＳＲ＝Ｉｃ／Ｃｃ是近似算法。

但也与实际情况不会相差甚远。

而且ＳＲ就是过０斜率。

初次之外都不是SR。

[电路/定理] OpAMP中Slew引起的失真

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