設(shè)計(jì)目標(biāo)

設(shè)計(jì)說(shuō)明

該電路可控制模擬增益級(jí)的壓擺率。該電路適用于對(duì)稱(chēng)的壓擺率應(yīng)用。與選擇用來(lái)實(shí)施壓擺率限制器的運(yùn)算放大器相比，所需的壓擺率必須更慢一些。

設(shè)計(jì)說(shuō)明

1. 必須檢查增益級(jí)運(yùn)算放大器和壓擺率限制運(yùn)算放大器，以確保穩(wěn)定性。
2. 驗(yàn)證 C₁ 的充電或放電電流需求再加上出自 U₂ 的負(fù)載電流不會(huì)限制 U₂ 的電壓擺幅。

設(shè)計(jì)步驟

1. 設(shè)置壓擺率并設(shè)置反饋電容器 C₁ 的標(biāo)準(zhǔn)值。
   ${\mathrm{C}}_1=470\mathrm{nF}$
   $\mathrm{SR}=20\frac{\mathrm{V}}{\mathrm{s}}$
2. 選擇 R₂ 的值，以設(shè)置實(shí)現(xiàn)預(yù)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(bǔ)償反饋網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性。R₁ 會(huì)向 1/β 網(wǎng)絡(luò)添加一個(gè)極點(diǎn)。該極點(diǎn)的位置應(yīng)使 1/β 曲線在與開(kāi)環(huán)增益曲線相交之前的一個(gè)十倍頻趨于穩(wěn)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(shè)計(jì)仿真

瞬態(tài)仿真結(jié)果

交流仿真結(jié)果

設(shè)計(jì)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(yùn)算放大器壓擺率限制器，參考設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)特色運(yùn)算放大器

設(shè)計(jì)備選運(yùn)算放大器