 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( март 2016 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
В электронике , скорость нарастания выходного напряжения определяется как изменение напряжения или тока, или любого другого количества электричества, в расчете на единицу времени. Выражаясь в единицах СИ , единица измерения - вольт / секунда или ампер / секунда или обсуждаемая единица измерения (но обычно выражается в В / мкс).
Электронные схемы могут определять минимальные или максимальные пределы скорости нарастания для своих входов или выходов, причем эти ограничения действительны только при некотором наборе заданных условий (например, выходной нагрузке). При задании для выхода схемы, такой как усилитель, спецификация скорости нарастания гарантирует, что скорость перехода выходного сигнала будет по крайней мере заданным минимумом или максимум заданным максимумом. Применительно к входу схемы он вместо этого указывает, что внешняя схема управления должна соответствовать этим ограничениям, чтобы гарантировать правильную работу приемного устройства. Если эти ограничения нарушены, может произойти некоторая ошибка, и правильная работа больше не будет гарантирована.
Например, когда вход в цифровую схему управляется слишком медленно, значение цифрового входа, зарегистрированное схемой, может колебаться между 0 и 1 во время перехода сигнала. [1] В других случаях указывается максимальная скорость нарастания сигнала [2] , чтобы ограничить высокочастотную составляющую, присутствующую в сигнале, тем самым предотвращая такие нежелательные эффекты, как звон или излучаемые электромагнитные помехи. [3]
В усилителях ограничения скорости нарастания напряжения могут привести к нелинейным эффектам. Чтобы синусоидальный сигнал не подвергался ограничению скорости нарастания, допустимая скорость нарастания (в вольтах в секунду) во всех точках усилителя должна удовлетворять следующему условию:
где f - рабочая частота, а - пиковая амплитуда сигнала.
В механике скорость нарастания выходного напряжения приведена в размерах 1 / Т и связана с изменением позиции с течением времени объекта , который вращается вокруг наблюдателя. Скорость нарастания также может быть измерена в градусах в секунду.
Определение [ править ]
Скорость нарастания электронной схемы определяется как скорость изменения напряжения в единицу времени. Скорость нарастания обычно выражается в единицах В / мкс . [4]
где - выходной сигнал усилителя как функция времени t .
Измерение [ править ]
Скорость нарастания может быть измерена с помощью генератора функций (обычно прямоугольной формы) и осциллографа (CRO). Скорость нарастания одинакова, независимо от того, учитывается ли обратная связь.
Ограничение скорости нарастания напряжения в усилителях [ править ]
Существуют небольшие различия между различными конструкциями усилителей в том, как происходит явление поворота. Однако общие принципы такие же, как на этой иллюстрации.
Входной каскад современных усилителей обычно представляет собой дифференциальный усилитель с крутизной характеристики. Это означает, что входной каскад принимает дифференциальное входное напряжение и выдает выходной ток во второй каскад.
Крутизна обычно очень высока - именно здесь создается большое усиление разомкнутого контура усилителя. Это также означает, что довольно небольшое входное напряжение может вызвать насыщение входного каскада . В режиме насыщения каскад производит почти постоянный выходной ток.
Вторая ступень современных усилителей мощности, помимо прочего, выполняет частотную компенсацию . Нижняя частоты характеристика этого этапа приближается к интегратору . Таким образом, при постоянном токе на входе будет линейно возрастающий выходной сигнал. Если второй каскад имеет эффективную входную емкость и коэффициент усиления по напряжению , то скорость нарастания в этом примере может быть выражена как:
где - выходной ток первой ступени в насыщении.
Скорость нарастания помогает нам определить максимальную входную частоту и амплитуду, применимые к усилителю, чтобы выходной сигнал не был значительно искажен. Таким образом, становится крайне необходимо проверить таблицу данных для скорости нарастания напряжения устройства, прежде чем использовать его для высокочастотных приложений.
Музыкальные приложения [ править ]
В электронных музыкальных инструментах схема нарастания или программно-генерируемые функции нарастания преднамеренно используются для обеспечения портаменто (также называемого скольжением или запаздыванием ), когда начальное цифровое значение или аналоговое управляющее напряжение медленно переходит на новое значение в течение определенного периода времени. (см. интерполяцию ).
См. Также [ править ]
- Полоса пропускания мощности
Ссылки [ править ]
- ^ http://www.microsemi.com/document-portal/doc_view/130021-ac161-using-schmitt-triggers-for-low-slew-rate-input-app-note
- ^ http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10204.pdf, редакция 6, стр. 48: минимальное время нарастания / спада для быстрого режима и быстрого режима плюс фактически становится максимальным пределом скорости нарастания.
- ^ http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1224734
- ^ "Скорость нарастания: что это такое?" . Электрический4U .
Внешние ссылки [ править ]
- Объяснение скорости нарастания с интерактивным примером и подробным расчетом для стандартной схемы операционного усилителя
- Разработка линейных схем Глава 1: Операционные усилители
