OPA4991: 输出波形失真

您好

此处的问题与 OPA4991上的压摆升压有关。 请注意、您的原理图显示了 OPA4199、您的帖子引用了 OPA4991以及 OPA4199。 我不确定您使用的器件、但我使用的是 OPA4991。
OPA4991使用一种称为"压摆升压"的内部方法。
压摆率基本上是一种开环行为、放大器的斜坡速度与针对特定输入的斜坡速度一样快。 我称之为"开环"、因为当放大器压摆时、运算放大器差分输入相当大。 具体来说、差分输入为伏特、而不是您通常认为使用运算放大器时的毫伏失调电压或虚拟短路。 实际上、要触发压摆率、输入信号需要是"大信号"。
构成大信号的特定信号振幅因运算放大器件而异。 不过、1V 通常被视为过渡点(即100mV 是小信号、1V 被视为大信号)。
具有压摆增强功能的器件将具有两个不同的大信号振幅。 一个用于器件的自然压摆率、一个用于压摆增强的较高电压。 如果信号的输入振幅小于压摆增强转换点、您将只获得自然的压摆率。 自然压摆率将远小于压摆增强。
在您的特定情况下、3V 输入信号不足以使器件进入压摆增强状态。 通常、为了确定不具有转换导致失真的最大峰峰值输出信号、可以使用 OPA4991数据表中的图6-39。 但是、此曲线假设输入信号很大。 该图假设增益较低、因此输入信号较大(例如10V)。 由于输入信号不会将器件驱动至压摆增强、图6-39并不准确。 实际压摆率较低、会得到转换导致的失真。
众所周知、OPA991系列的压摆增强电平高于大多数具有压摆增强功能的器件。 这个问题在该器件上被夸大了。 其他具有压摆增强和类似指定压摆率的器件可能不会出现问题。 请注意、运算放大器数据表未指定自然压摆和压摆增强。 这些位也不指定不同转换打开时的输入信号电平。
我们正在数据表中绘制一个新的样式图、以便更好地定义失真与信号振幅之间的关系。
归根结底、您需要选择另一个放大器。 在此应用中、一些具有相似压摆率和压摆升压的放大器可能适用、因为小信号转换点与大信号转换点的电平低于 OPA4991。 请记住、尽管只有大输入信号才能实现压摆率。 在本例中、3V 信号通常被认为较大、但不远超出转换点。 例如、如果您的电路具有更高的增益且输入信号小于1V、那么实际上很少有放大器会根据其规格进行转换。 您可以使用级联级并降低每个级的增益。
下面的文档和 E2E 帖子介绍了有关此现象的更多详细信息。

https://www.ti.com/lit/an/sloa332a/sloa332a.pdf 

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/999779/opa991-opa991-is-not-meeting-its-slew-rate-specification

https://www.edn.com/what-is-op-amp-slew-rate-in-a-slew-enhanced-world-part-1/