OP AMP 슬리트 속도 : 작업 및 응용 프로그램

OP AMP (Operational Amplifier)의 SLE 비율은 빠르게 변화하는 입력 신호에 대한 응답으로 출력 전압이 얼마나 빨리 변경 될 수 있는지입니다.OP AMP가 다양한 전자 응용 프로그램에서 신호를 명확하고 정확하게 유지하면서 OP AMP가 빠른 신호를 처리 할 수 ​​있기 때문에 중요합니다.이 속도는 마이크로 초당 볼트 (V/µs)로 측정되며, 여기서 입력에 고주파 신호 또는 빠른 변화가 있습니다.

이 기사는 주파수 보상, 출력 단계 설정 및 내부 커패시턴스와 같은 앰프의 다양한 설계 선택이 OP-AMPS의 작동 방식에 어떻게 영향을 미치는지 자세히 살펴 봅니다.또한 SLE 율과 대역폭의 균형에 대해 이야기하고 특정 용도에 맞는 올바른 것을 선택하는 데 도움이되는 다양한 앰프를 비교합니다.

목록

그림 1 : 슬로우 속도 측정 회로

작동 증폭기의 슬리트 속도에 영향을 미치는 요인

몇 가지 요소 가이 속도에 영향을 미쳐 OP-AMP의 전반적인 성능에 영향을 미칩니다.

주파수 보상 다양한 조건에서 OP-AMP를 안정적으로 유지하는 것이 중요합니다.여기에는 보상 커패시터 및 피드백 루프와 같은 내부 부품을 사용하여 고주파수의 진동과 같은 문제를 피합니다.그러나 이러한 부품은 OP-AMP가 입력 신호의 빠른 변화에 얼마나 빨리 응답 할 수 있는지 속도를 늦추고 슬로우 속도를 제한합니다.따라서 안정성을 돕는 동안 갑작스런 변화에 반응하여 OP-AMP의 속도를 줄입니다.

그림 2 : OP-AMP의 주파수 보상

출력 단계의 디자인 OP-AMP에는 슬로우 속도에 영향을 미치는 또 다른 주요 요인이 있습니다.이 단계에는 출력 트랜지스터 및 회로와 같은 구성 요소가 포함되어있는 전류가 부하를 구동해야합니다.이 부품의 크기와 설계는 슬로우 속도에 직접 영향을 미치는 연결된 커패시터를 충전하거나 배출하기 위해 얼마나 많은 전류를 공급할 수 있는지 결정합니다.예를 들어, 더 큰 트랜지스터는 더 많은 전류를 제공하여 출력 전압이 더 빨리 변경 될 수 있습니다.마찬가지로, 전류를 향상시키는 회로는 OP-AMP가 갑작스런 입력 변화에 더 빨리 반응하여 슬로우 속도를 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

그림 3 : OP-AMP 출력 스테이지 설계

OP-AMP 내부에서 장치가 작동함에 따라 다른 커패시터가 저장 및 해제 충전. 내부 커패시턴스의 총량 피드백 및 보상 네트워크에서, 슬로우 요율에 영향을 미칩니다.이 커패시턴스는 OP-AMP가 얼마나 빨리 충전하고 배출 할 수 있는지 제어하여 출력이 입력 변경을 따를 수있는 정도에 영향을 미칩니다. 게인 대역폭 제품 (GBP) OP-AMP의 경우 출력이 입력 신호를 얼마나 빨리 따라갈 수 있는지에 대한 제한을 설정하면 여전히 정확합니다.GBP가 높을수록 OP-AMP가 정밀도를 잃지 않고 더 높은 주파수를 처리 할 수있어 슬리트 속도가 향상됩니다.

그림 4 : OP-AMP 게인 대역폭

작동 증폭기의 슬로우 속도 왜곡

그림 5 : 슬림 속도

OP-AMP의 슬리트 속도가 초과되면 특히 사인파에서 출력 신호의 왜곡이 명백 해집니다.사인파가 부드럽게 상승하고 떨어지고 가장 빠른 변화는 제로 교차 지점에서 발생합니다.사인파의 주파수 또는 강도가 Op-Amp의 경우 너무 높으면 출력은 부드러운 사인파처럼 보이지 않습니다. 대신, OP-AMP가 변경할 수 없기 때문에 출력은 삼각형 모양으로 바뀝니다.입력을 따라 잡을 수있을 정도로 빠르게 출력하십시오.

이 삼각 출력은 슬리트 속도 왜곡으로 알려진 분명한 신호입니다.이 유형의 왜곡은 파형의 모양을 변경할뿐만 아니라 회로의 다른 부분을 망칠 수있는 원치 않는 주파수를 도입하기 때문에 문제가됩니다.이 상황은 OP-AMP가 입력 신호의 빠른 변화로 어떻게 어려움을 겪을 수 있는지를 분명히 보여줍니다.

슬로우 속도 왜곡을 방지하려면 애플리케이션에서 가장 빠른 전압 변화보다 높은 슬리트 속도의 OP-AMP를 선택하는 것이 중요합니다.올바른 슬리트 속도를 파악하기 위해 신호의 강도와 속도에 대해 생각하십시오.이런 식으로 OP-AMP는 출력을 망치지 않고 빠른 변경을 처리 할 수 ​​있습니다.

그림 6 : 슬로우 속도 왜곡

필요한 슬리트 비율을 계산합니다

필요한 슬리트 속도를 계산하는 데 사용되는 공식은 다음과 같습니다.

이 공식에서 :

• 증폭하려는 신호의 가장 높은 주파수 (HERT, HZ에서 측정)입니다.

• 해당 신호의 피크 전압입니다 (볼트로 측정).

피크 전압이 5V이고 주파수가 25kHz 인 신호를 증폭시키고 싶다고 가정 해 봅시다.당신은 다음과 같이 슬로우 속도를 계산합니다.

이 값을 곱하면 다음을 얻을 수 있습니다.

마지막으로, 계산 된 슬리트 속도를 사용하려는 OP-AMP의 사양과 비교하십시오.OP-AMP의 슬림 속도는 왜곡이없는 작동을 보장하기 위해 계산 된 값만큼 높아야합니다.

그림 7 : 슬로우 속도 공식

또 다른 예가 있습니다.다음 특성을 가진 정현파 신호를 구동해야한다고 상상해보십시오.

• 피크 대 피크 전압 : 5V

• 최대 주파수 : 1MHz (초당 1 백만 사이클)

우리의 목표는 OP AMP가 왜곡 없이이 신호를 처리하는 데 필요한 최소 슬리트 속도를 계산하는 것입니다.

5V 피크-피크 신호의 값을 분해하기 위해 먼저 피크 전압을 계산합니다.피크 전압은 피크 대 피크 전압의 절반입니다.피크-피크 값이 5V 인 신호의 경우 피크 전압 () 공식에 의해 계산 된대로 2.5V입니다.

또한 최대 주파수 ()는 1MHz로 제공됩니다.

SR (Slew Rate)은 OP AMP의 출력이 얼마나 빨리 변경 될 수 있는지 측정 한 것입니다.왜곡을 피하기 위해, 슬로우 속도는 신호를 따라 잡기에 충분히 빠르야합니다.슬리트 속도를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

값을 공식에 ​​삽입합시다.

이것은 단순화됩니다.

따라서 OP AMP가 왜곡없이 1MHz 주파수에서 5V 피크-피크 신호를 처리 할 수 ​​있도록하려면 15.7 V/μS 이상의 슬리트 속도가 있어야합니다.

Slew rate vs. 대역폭

작동 증폭기의 슬리트 속도와 대역폭 사이의 연결은 고주파 신호를 처리하는 능력에 필요합니다.슬림 속도가 높을수록 출력 전압이 더 빨리 변경 될 수 있으며 경우에 따라 앰프의 대역폭을 향상시킬 수 있습니다.그러나 빠른 슬림 속도만으로도 넓은 대역폭을 보장하지는 않습니다.대역폭은 OP AMP의 내부 보상과 같은 요소와 내부 단계의 설계에 의해 제한됩니다.이러한 제약은 슬로우 속도와 대역폭이 모두 중요하지만 서로 직접적으로 동일하지 않으며 최적의 성능을 위해 고려해야한다는 점을 강조합니다.

회로를 설계 할 때는 특정 애플리케이션의 요구 사항과 일치하도록 슬리트 속도와 대역폭을 신중하게 균형을 잡아야합니다.슬리트 속도가 너무 낮 으면 앰프가 종이에 충분한 것처럼 보이더라도 앰프가 빠르게 변하는 신호를 왜곡 할 수 있습니다.반대로, 대역폭이 제한된 앰프는 슬림 속도에 관계없이 고주파 신호를 정확하게 증폭시키는 데 어려움을 겪을 것입니다.이 상호 의존은 신호 무결성 문제를 방지하기 위해 두 요인을 함께 평가해야 함을 의미합니다.

작동 증폭기를 선택하려면 슬로우 속도와 대역폭을 모두 고려해야합니다.선택한 OP AMP는 신호 왜곡 또는 손실과 같은 문제를 피하기 위해 입력 신호의 전체 동적 범위 및 주파수 스펙트럼을 처리 할 수 ​​있어야합니다.

그림 8 : 대역폭 및 슬림 속도

다른 증폭기의 슬리트 속도

운영 증폭기	슬리트 속도 (타이핑) (V/µs)	나큐 (TYP) (MA)	전형적인 애플리케이션
LM741	0.5	2.8	범용, 오디오 처리
TL081	13	3.6	오디오 및 비디오 증폭기, 활성 필터
OPA2134	20	4	전문 오디오 장비, 고급 앰프
LM324	0.5	0.8	소비자 전자 장치, 센서 증폭기
AD823	30	2.8	고속 신호 컨디셔닝, ADC 드라이버
NE5532	9	8	오디오 사전 증폭기, 믹싱 콘솔
LT1014	0.2	0.35	정밀 계측, DMMS
LM358	0.6	0.7	저전력 응용 분야, 배터리 장치
MCP602	2.3	1	휴대용 장치, 포토 다이오드 증폭기
ADA4898	1000	10	고속 통신, 레이더 시스템
OPA369	0.05	0.9	저전력 휴대용 장치, 센서 증폭기
OPA333	0.5	0.17	의료 기기, 정밀 센서
OPA277	0.8	2.5	정밀 아날로그 가공, 테스트 장비
OPA129	1.5	6.5	고 임피던스 버퍼링, 의료 기기
OPA350	10	5.5	비디오 증폭기, 케이블 드라이버
OPA211	27	3.6	고성능 데이터 수집, 오디오 앰프
OPA827	25	4.5	오디오 프리 앰프, ADC 버퍼, DAC 출력 앰프
OPA835	560	3.9	광대역 증폭기, 고속 신호 처리
OPA847	6000	20	RF/IF 게인 블록, 고속 통신

결론

SLE WRET는 빠른 신호를 처리하고 신호 선명도를 유지하는 방법에 영향을 미치는 작동 증폭기의 기능입니다.이 기사는 내부 보상, 출력 단계 설계 및 게인 대역폭 제한과 같은 SLE 비율에 영향을 미치는 다양한 요인에 대해 설명합니다.여기에는 필요한 슬리트 속도를 계산하기위한 공식이 포함되어 있으며 슬리트 속도와 대역폭 사이의 관계를 탐색합니다.이 기사는 또한 슬림 속도를 기반으로 앰프를 비교하고 앰프 기능을 특정 요구와 일치시키기위한 실질적인 조언을 제공하여 슬로우 속도 왜곡과 같은 문제를 방지합니다.전반적 으로이 자세한 설명은 OP-AMP를 더 잘 이해하고 전자 시스템을 개선하는 데 도움이됩니다.

자주 묻는 질문 [FAQ]

1. 슬로우 비율이 높으면 어떻게됩니까?

OP AMP (Operational Amplifier)의 슬리트 속도가 높은 경우 입력 신호의 변화에 ​​빠르게 응답 할 수있어 출력 전압이 신속하게 조정할 수 있습니다.이 기능은 비디오 또는 RF 통신과 같은 빠른 신호 처리가 필요한 응용 프로그램에 좋습니다.그러나 매우 높은 슬리트 비율은 도전을 제시 할 수 있습니다.피드백 시스템의 회로에서 진동 또는 불안정성을 유발할 수 있습니다.또한 더 빠른 전환은 전원 공급 장치 라인 또는 근처의 고속 디지털 신호에서 잠재적으로 회로에 고주파 소음을 유발할 수 있습니다.

2. 슬로우 속도를 어떻게 제어합니까?

OP AMP (Operational Amplifier)에서 슬리트 속도를 제어하려면 OP AMP의 내부 구성을 조정하거나 회로 설계를 수정해야합니다.한 가지 방법은 응용 프로그램의 요구와 일치하는 고유 한 슬리트 속도로 OP AMP를 선택하여 과도하거나 불충분 한 속도와 관련된 문제를 방지 할 수 있습니다.또 다른 방법은 OP AMP가 입력 변경에 얼마나 빨리 응답하는지에 영향을 줄 수있는 저항 또는 커패시터 값을 변경하여 피드백 네트워크를 변경하여 OP AMP를 교체하지 않고 성능을 미세 조정하는 실질적인 방법을 제공하는 것입니다.바이 패스 커패시터 또는 스 너버 회로를 추가하는 것과 같은 외부 보상 기술은 안정성을 향상시키고 원치 않는 진동을 줄임으로써 슬로우 속도를 관리하는 데 도움이 될 수 있습니다.

3. 슬리트 율이 램프 속도입니까?

예, 슬로우 비율은 종종 램프 속도 유형으로 간주됩니다.OP AMP의 출력이 변경 될 수 있고 마이크로 초당 볼트 (v/µs)로 표현되는 최대 속도를 설명합니다.이 속도는 램프가 상승 또는 하강의 각도를 제어하는 ​​것처럼 출력 전압이 상승 또는 하락할 수있는 방법을 제한한다는 점에서 경사로와 유사합니다.

4. 슬로우 속도와 상승 시간의 차이점은 무엇입니까?

SLE WRET 및 RISE TIME는 신호 처리에서 관련이 있지만 뚜렷한 매개 변수입니다.SLE WARE 요금은 작동 증폭기의 출력이 얼마나 빨리 변경 될 수 있는지 측정하여 신호 주파수와 무관하게 최대 변화 속도를 나타냅니다.대조적으로, Rise Time은 신호가 지정된 낮은 값 (10%)에서 최대 진폭의 높은 값 (90%)으로 전환하는 데 걸리는 시간을 말하며 신호 주파수와 시스템 전체에 따라 다릅니다.대역폭.슬림 속도는 출력의 최대 기능에 대한 경계 조건을 설정하지만 Rise Time은 신호가 해당 한계 내에서 어떻게 작동하는지의 관찰 가능한 특성입니다.

5. SLE WARE와 CMRR의 관계는 무엇입니까?

SLE WRATE 및 COMMON-MODE DERECTION 비율 (CMRR)은 작동 증폭기 (OP AMP) 성능의 두 가지 측면입니다.SLE 율은 OP AMP가 입력 신호의 변화에 ​​얼마나 빨리 응답 할 수 있는지를 처리하는 반면 CMRR은 OP AMP가 두 입력에 동일하게 영향을 미치는 노이즈 또는 간섭을 얼마나 잘 거부 할 수 있는지 측정합니다.이 두 가지 요소는 관련이 없지만 특정 상황에서는 서로 영향을 줄 수 있습니다.예를 들어, OP AMP가 신속하게 응답 해야하는 고속 회로에서 높은 슬류 속도는 내부 회로의 불균형을 일으켜 CMRR을 줄이고 오류 또는 왜곡을 유발할 수 있습니다.