Requisitos de velocidad de respuesta del amplificador operacional

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

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

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

Respuestas (2)

Necesita especificar más información. esto depende de

  • Requisitos del consumidor de la señal
    • ¿Qué ancho de banda se necesita?
    • ¿Es importante el error en un punto de muestreo en particular?
    • ¿Está siendo utilizado por un circuito digital o analógico?
    • ¿Es importante la linealidad?
  • capacidades del productor de señal/propiedades de la señal
    • ¿Qué es el voltaje de la fuente de alimentación?
    • ¿Qué es la velocidad de respuesta de la fuente?
    • ¿Qué es la temporización de la forma de onda de la fuente?

Si solo quiero mirar un osciloscopio, una velocidad de giro de 1us para un pulso de 10us podría estar bien. Si estoy muestreando en instantes particulares en el tiempo, tal vez el error durante una muestra en particular podría ser importante.

Si su consumidor es un circuito digital, debe usar un búfer digital, no un amplificador operacional.

También desafío tu enunciado del problema:

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

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

Si necesita mantener una sincronización precisa y niveles de voltaje de referencia particulares en lugar de los niveles de voltaje de salida algo indeterminados "Vol" y "Voh" de un microcontrolador, que pueden desviarse, rebotar, etc. siempre que se mantengan dentro de las especificaciones, entonces yo Recomendaría encarecidamente utilizar un multiplexor SPDT analógico rápido. (FSA4157 / NLAS4157 son opciones realmente buenas) Conecte las entradas A/B a los voltajes de referencia rígidos de su elección y conecte la entrada de conmutación a la salida de su microcontrolador. La salida del multiplexor es su señal de salida analógica.

No puedo pensar en ninguna buena razón para gastar dinero en un amplificador operacional rápido para amortiguar una señal de salida de microcontrolador sucia.

Gracias por la respuesta, no estaba tratando de ser confuso. Escribí la pregunta anterior usando todo lo que entendí sobre el problema, así que después de leer su respuesta, parece que realmente no sé de lo que estoy hablando y tengo mucho más que aprender.
@sheepsimulator, me encontré con un problema como este, ya que solo tengo un momento, miro los chips de activación Schmitt para almacenar en búfer. Lo más importante que debe recordar es que la velocidad de giro a menudo se ve afectada por la carga en el dispositivo, si desea conducir 1A, encontrará que la velocidad de giro será bastante diferente a 1uA de corriente.
sí, la capacidad de carga (cables, compuertas MOSFET, etc.) realmente importa.
(Δv/Δt = I / C)
@sheepsimulator, una cosa más, si solo está intentando en un nivel simple asegurarse de que todo funcionará, compare su velocidad de respuesta de uC con la velocidad de respuesta de su búfer. si la velocidad de respuesta de uC es más lenta, no notará la diferencia.

No hay una respuesta exacta a esto; todo depende de lo que creas que es aceptable. Tomemos por ejemplo el 10 m pulso El opamp producirá bordes menos que perfectos, por lo que el 10 m s alto puede convertirse en 9 m s, u 8. ¿Cuánto vale para ti?

Una cosa que vale la pena señalar es que los amplificadores operacionales en general son bastante malos para reproducir bordes pronunciados en una señal. Eso es porque (la mayoría) de los amplificadores operacionales tienen una compensación interna para evitar que oscilen. Las velocidades de respuesta pueden ser tan bajas como 0,5 V/ m s para el 741. Esto significa que sus 10 m El pulso cuadrado a un nivel de salida de 5V se reducirá a un triángulo. Los amplificadores operacionales más modernos pueden tener velocidades de respuesta de unos pocos V/ m s. A 5V/ m es el 10 m el pulso se reducirá a 9 m s. Depende de usted decidir si eso es aceptable. Si no es así, hay una solución mejor.

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

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El gráfico ilustra la velocidad de TLV3501 de alta velocidad , la friolera de 2000 V/ m s, pero incluso un comparador LM339 estándar alcanza más de 100V/ m s. los 10 m el pulso de s seguirá siendo 9.95 m es ancho (Los retrasos de subida y bajada pueden ser diferentes, especialmente para voltajes de sobremarcha bajos, por lo que es algo a tener en cuenta).


Lectura adicional
"¿Amplificadores como comparadores?"