運放壓擺率對信號失真度和信噪比的影響
阿新 • • 發佈：2017-08-02
blog 帶來 tla 總結 連續 時域 atl tlab swe
壓擺率（SlewRate）是反應運放動態性能的一項參數，壓擺率越大說明運放的延遲越小，對階躍信號的響應也越迅速。
詳細的關於壓擺率的成因和參數說明，詳見TI的一篇文章：
http://www.deyisupport.com/question_answer/analog/amplifiers/f/52/t/21086.aspx
本文著重介紹由於壓擺率不夠帶來的失真及其影響。
信號的壓擺率由下式給出
這實際上輸入信號的一階微分，則原始信號可以寫成
運放的壓擺率最大值為
，則運放輸出信號的壓擺率將位於如下區間：
依照這個思路進行建模
其中，
原始信號為
限幅器值域位於 [-0.8,0.8]
添加零階保持器是為了將連續信號轉為離散信號。
運行仿真
原始信號波形
經過虛擬運放後的波形
在時域上，二者區別並不是十分明顯。
原始信號頻譜
經過虛擬運放信號頻譜
從頻域上看，有非常多的諧波。
下面定量計算總諧波失真（THD），以評價失真程度
原始信號的THD為-10.0244dB
經過模擬運放之後的THD為-10.0138dB
由於MATLAB默認取6次諧波，兩者差距並不大。
再計算一下信噪比（SNR）
原始信號的SNR為292.05dB
經過模擬運放之後的SNR僅有58.0369dB
總結一下，運放的壓擺率過低，會在大動態信號情況下增加系統噪聲，而這一點在時域是很難直接看出來的。
在實際工程中，對於正弦信號，可由如下公式計算最小壓擺率極限值，並取適當余量。
運放壓擺率對信號失真度和信噪比的影響