Requisitos de velocidad de giro Op-Amp

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Después de revisar esta pregunta y las respuestas recibidas, me incitó a preguntarme:

Dadas las señales de pulso generadas por un uC, ¿qué tipo de velocidad de giro en un amplificador operacional necesitará para reproducir la forma de onda de manera limpia?

Ejemplo: Supongamos que tiene un proyecto en el que genera pulsos de 10 uS de longitud en un pin de uC que entran en un amplificador operacional en una configuración de búfer. ¿Cuál es la velocidad de giro mínima requerida para reproducir la forma de onda en la salida del búfer sin introducir un efecto de integración? ¿Cuál es una buena regla general para usar?

    
pregunta J. Polfer

2 respuestas

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Es necesario especificar más información. Esto depende de

  • señalar los requisitos del consumidor
    • ¿Qué ancho de banda se necesita?
    • ¿Es importante el error en un punto de muestreo en particular?
    • ¿Esto está siendo utilizado por un circuito digital o analógico?
    • ¿Es importante la linealidad?
  • capacidades del productor de señal / propiedades de señal
    • ¿Qué es el voltaje de la fuente de alimentación?
    • ¿Qué es la tasa de cambio de origen?
    • ¿Qué es la sincronización de la forma de onda de la fuente?

Si solo quiero ver un alcance, una tasa de cambio de 1us para un pulso de 10us podría estar bien. Si muestro en instantes particulares a tiempo, tal vez el error durante una muestra en particular podría ser importante.

Si su consumidor es un circuito digital, debería utilizar un búfer digital, no un amplificador operacional.

También cuestiono su declaración de problema:

  
    

Dadas las señales de pulso generadas por una uC, ¿qué tipo de velocidad de giro en un amplificador operacional necesitará para reproducir la forma de onda de manera limpia?

  

Las salidas del microcontrolador no tienen niveles de voltaje "limpios", por lo que realmente no tiene sentido tratar de amortiguar su forma de onda de salida "limpiamente".

Si necesita mantener precisos niveles de voltaje de referencia de y en particular en lugar de los niveles de voltaje de salida "Vol" y "Voh" un tanto indeterminados de un microcontrolador, que pueden desviarse, rebotar, etc. siempre y cuando se mantengan dentro de las especificaciones, recomendaría utilizar un multiplexor SPDT analógico rápido. (FSA4157 / NLAS4157 son realmente buenas opciones) Enganche las entradas A / B a los voltajes de referencia rígidos de su elección, y enganche la entrada de conmutación a la salida del microcontrolador. La salida del multiplexor es su señal de salida analógica.

No se me ocurre ninguna buena razón para gastar dinero en un amplificador operacional rápido para amortiguar una señal de salida del microcontrolador.

    
respondido por el Jason S
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No hay una respuesta exacta a esto; Todo depende de lo que creas aceptable. Tomemos por ejemplo el pulso de 10 \ $ \ mu \ $ s. El opamp producirá bordes menos que perfectos, por lo que la altura de 10 \ $ \ mu \ $ s puede ser de 9 \ $ \ mu \ $ s, o 8. ¿Cuánto vale para usted?

Una cosa que vale la pena mencionar es que los sistemas operativos en general son bastante malos para reproducir bordes pronunciados en una señal. Eso es porque (la mayoría) los opamps tienen compensación interna para evitar que oscilen. Las tasas de giro pueden ser tan bajas como 0.5V / \ $ \ mu \ $ s para los 741. Esto significa que su pulso cuadrado de 10 \ $ \ mu \ $ s a un nivel de salida de 5V se reducirá a un triángulo. Los opamps más modernos pueden tener tasas de movimiento de unos pocos V / \ $ \ mu \ $ s. A 5 V / \ $ \ mu \ $ s, el pulso de 10 \ $ \ mu \ $ s se reducirá a 9 \ $ \ mu \ $ s. Depende de usted decidir si eso es aceptable. Si no es así hay una solución mejor.

Los comparadores son muy parecidos a opamps, pero no necesitan la compensación porque su amplificación es mucho menor. Esto los hace mucho más rápidos que los opamps.

Elgráficoilustralavelocidaddealtavelocidad TLV3501 , una friolera de 2000V / \ $ \ mu \ $ s, pero incluso un comparador LM339 estándar alcanza más de 100V / \ $ \ mu \ $ s. El pulso de 10 \ $ \ mu \ $ s seguirá teniendo un ancho de 9.95 \ $ \ mu \ $ s. (Los retrasos de subida y bajada pueden ser diferentes, especialmente para voltajes de sobremarcha bajos, por lo que es algo a tener en cuenta).

Lecturas adicionales
¿Amplificadores como comparadores? "

    
respondido por el stevenvh

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