深入了解运算放大器：压摆率、电源供给方式解读

本文中，小编将对运算放大器予以介绍，如果你想对它的详细情况有所认识，或者想要增进对它的了解程度，不妨请看以下内容哦。

一、运放压摆率解读

运放的压摆率（SR）是与运放的增益带宽积（GBW）同等重要的一个参数。但它却常常被人们所忽略。说它重要的原因是运入的增益带宽积GBW是在小信号条件下测试的。而运放处理的信号往往是幅值非常大的信号，这更需要关注运放的压摆率。 压摆率可以理解为，当输入运放一个阶跃信号时，运放输出信号的最大变化速度 ，如下图所示

因此在运放的数据手册中查到的压摆率的单位是V/us。下表就是运算放大器datasheet中标出的运放的压摆率（SR）。

OPA333对阶跃信号响应的波形如下图所示。希望能让大家看的更直观：

下面我们来看一下压摆率SR的来源。先看一下运放的内部结构：

运放的SR主要限制在内部第二级的Cc电容上。这个电容同时也决定着运放的带宽。 运放的压摆率，主要是由于对第二级的密勒电容充电过程的快慢所决定的 。再深究一下，这个电容的大小会影响到运放的压摆率，同时充电电流的大小也会影响到电容充电的快慢。这也就解释了，为什么一般超低功耗的运放压摆率都不会太高。好比水流流速小，池子又大。只能花更长的时间充满池子。下表是一些常用到TI运放的压摆率和静态电流：

如果SR过小的话，会使输出信号的上升时间或下降时间过慢，从而引起输出信号的失真。下图是测试的OPA333增益Gain = 10 时的波形。由于OPA333的增益带宽积为350kHz，理论上增益为10的时候的带宽为35kHz（正弦波）。但下图是24kHz时测试的结果。显然输出波形已经失真， 原因就是压摆率不够了，信号产生了失真 。

下面以一个例子来带大家更详细的理解如何计算压摆率SR，从而便于电路运算放大器选型。例如：输出信号的峰值Vp=2V，频率f=2khz；计算过程如下

所以按照公式计算，运算放大器的压摆率需满足大于0.025V/us，否则可能会发生上述的信号失真的情况。（需要注意公式中的Vp是输出信号的峰值，并非输出信号的峰峰值）

二、集成运放的电源供给方式解读

集成运放有两个电源接线端+VCC和-VEE,但有不同的电源供给方式。对于不同的电源供给方式,对输入信号的要求是不同的。

（1）对称双电源供电方式

运算放大器多采用这种方式供电。相对于公共端（地）的正电源（+E）与负电源（-E）分别接于运放的+VCC和-VEE管脚上。在这种方式下,可把信号源直接接到运放的输入脚上,而输出电压的振幅可达正负对称电源电压。

（2）单电源供电方式

单电源供电是将运放的-VEE管脚连接到地上。此时为了保证运放内部单元电路具有合适的静态工作点,在运放输入端一定要加入一直流电位,如图3.2.1所示。此时运放的输出是在某一直流电位基础上随输入信号变化。对于图3.2.1交流放大器,静态时,运算放大器的输出电压近似为VCC/2,为了隔离掉输出中的直流成分接入电容C3。

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