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[参考译文] TLV9034-Q1:压摆率不存在&'没有差异

Guru**** 2379060 points
Other Parts Discussed in Thread: LM2902, TLV9364-Q1, LM2902B, LM2902B-Q1, TLV9354, TLV9364
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1529275/tlv9034-q1-slew-rate-doesn-t-show-difference

器件型号:TLV9034-Q1
主题中讨论的其他器件:LM2902BLM2902B-Q1、LM2902、 TLV9354、TLV9364-Q1、 TLV9364

工具/软件:

尊敬的团队:

我们之前使用 LM2902B-Q1 作为电流检测运算放大器。 虽然 LM2902B 的压摆率较慢、但我们尝试了更快速的压摆率引脚对引脚解决方案  TLV9304QPWRQ1 和 TLV9354QPWRQ1  进行测试。 请参阅原理图、电流以红色箭头方向流动。 运算放大器输出为 2.5V。 我们没有看到压摆率有太大改善。 我们在 TP717 处测量了下降时间。

我们想向您学习以下内容:如果我们要使放大器输出电压的变化速度(除压摆率之外)更快、我们还需要注意什么? 我们是否可以推荐其他放大器来帮助 TP717 电压在 2.5 μ s 内从 2.5V 降至 0V? 我们需要弄清楚为什么该电压不能下降得更快。

TLV9304QPWRQ1

TLV9354QPWRQ1    

 

谢谢!

此致、

Frank

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    Frank、

    首先、 TLV9304QPWRQ1 不是运算放大器、而是比较器、因此您可能不会在应用中使用它。  

    当涉及  LM2902B-Q1 (0.5V/us 的 SR) 与 TLV9354QPWRQ1 (20V/us) 时、由于施加小输入阶跃电压、输出变化速率可能没有太大差异。  LM2902 是一款双极晶体管输入运算放大器、其中 100mV 输入阶跃电压足以将其推入转换状态、而 TLV9354 是一款 CMOS 晶体管输入运算放大器、必须施加 1V 或更高的输入阶跃以强制其转换。  因此、TLV9354 将 根据 小信号上升时间 公式(见下文)对 100mV 或更低范围内的输入阶跃进行响应。

    对于 TLV9354、GBW 为 3.5MHz、增益为-(56k||56k)/1k =–28、因此有效带宽为 fc = 3.5MHz RGMII/28 = 125kHz 、输入阶跃 Vin = 2.5V/28 = 89mV。

    因此、控制其输出变化率的是小信号上升时间而不是转换:

      只要输入信号小于 1V、小信号上升时间为:tr = 0.35/125kHz = 2.8us。

    除此之外、请移除或降低所有电容器的值、这些电容器与电阻器一起控制信号的时间常数 TC = R*C — 如下所示。

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    尊敬的 Marek:

    感谢您的答复!

    我们将移除输入电容器、而由于系统请求无法减少输出 RC。

    我们希望在 2us 后发生电压变化。 我是否应该选择更大的 GBW 器件? 我想尝试切换到 TLV9364-Q1、因为它是引脚对引脚的。 您认为 TLV9364 应该更好吗?

    谢谢!

    此致、

    Frank

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    是的、由于小信号上升时间是 fc 的函数、进而取决于 GBW 和增益(GBW=GBW/增益)、为了 最大限度地缩短稳定时间、您可以选择另一个具有更高 fc 的运算放大器、降低增益或组合使用两者。

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    尊敬的 Marek:

    感谢您的答复。

    在前一个答复中有一个方程,我可以知道这 0.35 来自哪里吗?

    您能否分享有关 fc 如何影响上升时间的更多详细信息?

    非常感谢!

    此致、

    Frank

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    Frank、

    该公式用于分析一阶系统(如 RC 电路)的阶跃响应、并找出输出从其最终值的 10%转换到 90%所需的时间。  因此、  可以通过公式来近似计算 RC 低通滤波器等小信号电路的上升时间  T_r≈0.35 / BW 、其中 BW 是 3dB 带宽、BW = GBW/GCL。

    • 考虑一个简单的 RC 低通滤波器(电阻器 R 和电容器 C 串联)。  
    • 向输入端施加阶跃电压(从 0 突然变为某个值)时、电容器上的输出电压会呈指数级上升。  
    • 此 RC 电路的时间常数 (τ) 由 τ= RC 给出。  
    • 阶跃输入 (Vin) 的 RC 电路输出电压 (Vout) 由以下公式给出:Vout (t)= Vin *(1 - e^(-t/Vin τ))。
    • 为了求解输出达到最终值 (Vf = Vin) 的 10%所需的时间、我们设置 Vout (T1)= 0.1 * Vf、并求解 T1:t1 =-Vout τ* ln (0.9)。
    • 同样、为了求解输出达到最终值 (Vout (T2)= 0.9 * Vf) 的 90%所需的时间、我们设置 Vout (T2)= 0.9 * Vf、并求解 T2:T2 =-Vout τ* ln (0.1)。
    • 因此、上升时间是这两个时间之间的差值:t_r = T2 - T1 =τ*(ln (0.9)- ln (0.1))=τ* ln (9)= 2.2 *τ。
    • 由于 τ= RC、上升时间可以表示为 t_r≈2.2 * RC。  
    • 对于一阶低通滤波器、3dB 带宽 (BW) 与时间常数相关 (BW = 1 /(2 *π*τ)。  
    • 将 τ= 0.35 / BW 代入上升时间公式 (t_r≈2.2 *τ) 可得出:t_r≈2.2 *(0.35 / BW)≈0.77 / BW。  
    • 一种更准确的近似值(通常使用)是 t_r≈0.35 / BW。  

    总之:通过分析 RC 电路的阶跃响应并将其与电路带宽相关联、可以推导出小信号上升时间公式 (t_r≈0.35 / BW)。  该近似值适用于一阶系统、广泛用于电子和信号处理以表征电路和信号的速度。  fc(运算放大器的有效带宽)对上升时间 t_r 的影响可以从其公式中清楚地看出、上升时间与 fc 成反比、这意味着、如果将 fc 增加 10 倍(使用 GBW 更高 10 倍或增益更低 10 倍的运算放大器)、则会得到提高 缩短 将上升时间缩短 10 倍。