設計目標

設計說明

該電路可控制模擬增益級的壓擺率。該電路適用于對稱的壓擺率應用。與選擇用來實施壓擺率限制器的運算放大器相比，所需的壓擺率必須更慢一些。

設計說明

1. 必須檢查增益級運算放大器和壓擺率限制運算放大器，以確保穩定性。
2. 驗證 C₁ 的充電或放電電流需求再加上出自 U₂ 的負載電流不會限制 U₂ 的電壓擺幅。

設計步驟

1. 設置壓擺率并設置反饋電容器 C₁ 的標準值。
   ${\mathrm{C}}_1=470\mathrm{nF}$
   $\mathrm{SR}=20\frac{\mathrm{V}}{\mathrm{s}}$
2. 選擇 R₂ 的值，以設置實現預期壓擺率所需的電容器電流。
   $\mathrm{SR}=\frac{{\mathrm{I}}_{{\mathrm{C}}_1}}{{\mathrm{C}}_1}$
   $20\frac{\mathrm{V}}{\mathrm{s}}=\frac{{\mathrm{I}}_{{\mathrm{C}}_1}}{470\mathrm{nF}}\text{ where }{\mathrm{I}}_{{\mathrm{C}}_1}=9.4\mathrm{\mu A}$
   $\text{ Gain stage op amp }{\mathrm{V}}_{\mathrm{sat}}=\pm 14.995\text{ (typical)}$
   ${\mathrm{I}}_{{\mathrm{C}}_1}=\frac{{\mathrm{V}}_{\mathrm{sat}}}{{\mathrm{R}}_2}$
   $9.4\mathrm{\mu A}=\frac{14.995\mathrm{V}}{{\mathrm{R}}_2}\text{, so }{\mathrm{R}}_2=1.595\mathrm{M\Omega }\approx 1.6\mathrm{M\Omega }\text{ (Standard Value)}$
3. 補償反饋網絡，以實現穩定性。R₁ 會向 1/β 網絡添加一個極點。該極點的位置應使 1/β 曲線在與開環增益曲線相交之前的一個十倍頻趨于穩定（在本例中為 200Hz）。
   ${\mathrm{f}}_{\mathrm{p}}=\frac{1}{2\mathrm{\pi }\times {\mathrm{R}}_1\times {\mathrm{C}}_1}=200\mathrm{Hz}$
   $200\mathrm{Hz}=\frac{1}{2\mathrm{\pi }\times {\mathrm{R}}_1\times 470\mathrm{nF}}\text{, so }{\mathrm{R}}_1=1.693\mathrm{k\Omega }\approx 1.69\mathrm{k\Omega }\text{ (Standard Value)}$

設計仿真

瞬態仿真結果

交流仿真結果

設計參考資料

德州儀器 (TI)，壓擺率限制器仿真，電路 SPICE 仿真文件

德州儀器 (TI)，單運算放大器壓擺率限制器，參考設計

設計特色運算放大器

設計備選運算放大器