两条正弦信号频率相同,就意味着放大器跟随它们的难度相同吗?National Semiconductor 的历史简报 LB-19 给出的分析还需要另一项信息:输出的峰值幅度。它把运放的压摆率解释为输出电压能够达到的最大变化率,而正弦信号要求的变化斜率,并不只由一秒内重复多少次决定。

这份题为《Predicting Op Amp Slew Rate Limited Response》的资料标示1972年8月,现由 TI 公开保存。开篇明确限定为单主极点运放的正弦与阶跃响应分析。本篇采用其中的正弦概念,不把历史简化模型扩大成任何现代放大器都具有完全相同的内部行为。

简报先说明压摆率限制的物理背景:内部补偿电容可获得的充放电电流是有限的。因此,输出电压的变化也存在速率限制。这里关注的不是输出最终达到多高,而是它在变化过程中有多快。一个峰值电压数字描述高度,一个压摆率描述电压随时间改变的速率,二者不能在技术摘要中互相代替。

对于正弦输出,原文指出最大变化斜率出现在过零处,而不是最高点或最低点;这项最大斜率同时与频率和峰值幅度相关。由这条关系可以作出定性比较:在其分析前提下,频率相同而幅度不同的正弦输出,所需的最大变化率也会不同。这个比较没有给实际电路增加任何测量结果,也不需要把公式改写成选型计算。

简报接着把所需斜率达到放大器压摆率限制的情形,与输出偏离原来的小信号响应联系起来。因而,“小信号”在这里并不只是一个固定的电压形容词;信号的幅度和频率共同参与了所述条件。仅从带宽名称摘取一个频率,再默认任意输出幅度都能保持同样响应,会遗漏这段分析正在解释的问题。

Full-power bandwidth,即全功率带宽,又保留了额定输出这一条件。文件说明它与给定压摆率和额定输出峰值相关;不能在转录时把额定输出删掉,将其变成无条件的最高可用频率。本文不采用简报中具体型号的数值,也不比较哪一只芯片适合读者的负载。

对模拟芯片资料读者,这个历史例子提示,频率、输出幅度与输出变化率应当一起对应原文。频率相同不是全部条件相同,带宽指标也不能独自说明任意幅度下的输出表现。本篇未连接电路、复现波形或进行失真测试,不给供电、增益、时钟或器件替换建议;它解释的是简报如何把正弦幅度与有限变化率联系起来。

信息来源

本文基于上述公开资料整理,未使用来源页面的图片、视频或嵌入媒体。