Расчет скорости нарастания

Я нахожусь в процессе выбора операционного усилителя, который будет действовать как повторитель напряжения для входного сигнала в мою карту сбора данных.

Я измеряю все типы сигналов так же, как и осциллограф.

У меня есть скорость нарастания, которая мне нужна? Я использовал этот калькулятор и сэмплировал на частоте 1,5 МГц с пиком 10 VI и рассчитал, что мне нужна скорость нарастания 94 В/мкс.

Причина, по которой я спрашиваю, заключается в том, что я не вижу большого выбора операционных усилителей со сквозным подключением и высокой скоростью нарастания.

Калькулятор скорости нарастания

Является ли ваш вход чистой синусоидой? Если это не так, у вас будут гармоники более высокой частоты и вам потребуется еще более высокая скорость нарастания.
Я измеряю все типы сигналов так же, как осциллограф
Из вашего вопроса я понял, что проблема в плохом подборе устройств с нужными параметрами в упаковке TH. Тогда почему бы вам не рассмотреть возможность использования smd-й платы-переходника или smd-компонента?
Мой главный вопрос: есть ли у меня скорость нарастания, которая мне нужна? Я использовал этот калькулятор и выборку на частоте 1,5 МГц с пиком 10 В. Я рассчитал, что мне нужна скорость нарастания 94 В / мкс.

Ответы (2)

Если вы сэмплируете на частоте 1,5 МГц, время, необходимое аналоговому усилителю для изменения выходного сигнала, должно быть немного меньше обратного значения 1,5 МГц, т.е. 0,667 мкс. Если за этот период он должен обеспечить изменение 10 В, то скорость нарастания, как минимум, должна быть:

10   В 0,667   мю с = 15 В в микросекунду.

Вам также необходимо посмотреть на время установления операционного усилителя — оно не инкапсулировано в цифру скорости нарастания, а время установления обычно указывается в пределах напряжения, достигающего своего целевого значения, с точностью до 0,1%. Если вы используете 10-битный АЦП, 0,1% может быть 1 LSB.

Введите описание изображения здесь

Изображение, которое вы включили, действительно помогает мне понять. Мне любопытно, как вы получили число 0,667 мкс, есть ли для этого другой расчет. Пожалуйста, дайте не технический ответ, потому что я очень новичок
выборка на частоте 1,5 МГц - это время выборки 0,6667 микросекунд.
@bigshop Этот номер пришел из того периода. Сигнал 1,5 МГц (частота) имеет период 0,6667 мкс из следующей математики: T = 1/f (где T — период, а f — частота).

Изменить: я читаю пропускную способность, а не «выборку». Этот обновленный результат будет иметь больше смысла.

Вот как вы могли бы рассчитать скорость нарастания. Предположим, что это синусоида с амплитудой А и частота ф : А грех ( 2 π ф т ) . Теорема Найквиста о дискретизации показывает, что максимальная частота сигнала составляет половину частоты дискретизации, т.е. 750 МГц.

Производная от этого: г А грех ( 2 π ф т ) г т "=" 2 π ф А потому что ( 2 π ф т ) который имеет максимальное значение 2 π ф А "=" 2 π × 750 × 10 6 × 10 47 МВ/с "=" 47 В/ мю с, что составляет половину того, что говорит калькулятор.

Предполагая, что вы понимаете, что на самом деле означает полоса пропускания по отношению к другим сигналам, кроме синусоид: да, калькулятор верен, но вам нужно ввести наибольшую полосу пропускания сигнала в соответствии с критериями Найквиста, а не частоту дискретизации.

Я бы выбрал операционные усилители, не работающие от сети к сети, если бы я нарушил какое-либо из требований.

Будьте осторожны, чтобы не спутать здесь частоту сигнала с частотой дискретизации. OP не сможет работать лучше, чем ~ 1/5 частоты дискретизации для записи частот сигнала. И это включает в себя самые высокие гармоники, которые желательны для захвата.
Я читаю пропускную способность, а не «выборку в», поэтому я обновил ее сейчас. Вы имеете в виду 1/2 вместо 1/5, верно?
1/2 приводит вас к Найквисту, но чтобы начать получать разумную информацию о форме сигнала, требуется больше. Это означает, что скорость нарастания, основанная на Найквисте, больше, чем необходимо. Для хорошего представления полоса пропускания сигнала и требуемая скорость нарастания усилителя будут намного ниже частоты дискретизации. ОП, возможно, еще не подумал об этом или псевдонимах. Не могу сказать из вопроса.
Это действительно будет зависеть от сигнала. :-) Однако я не согласен с вашим выводом, что скорость нарастания по Найквисту БОЛЬШЕ, чем нужно. Можно, пожалуй, возразить, что меньше, чем нужно, хотя это зависит от сигнала, возможного сглаживания перед дискретизацией и так далее. Разве вы не говорите, что коэффициент частоты дискретизации / BW, равный 2, на самом деле равен 5, если вы хотите «получить разумную информацию»? Для меня это явно что-то новое, и я думаю, что это скорее результат эмпирического правила, чем каких-то теоретических рассуждений, где эмпирическое правило будет основано на необычном определении BW.
Зависит от сигнала? Да, это было бы. Вот почему необходимо несколько образцов/период. Ограничьте BW до Nyquist и получите 2 очка за период. Все сигналы выглядят как треугольная волна без дополнительных отсчетов/периода. Никакая информация не теряется при ограничении OpAmp SR в Nyquist. Но это ответ Энди, 15 В/мкс. Если вы поместите это через SR = 2PiFA и решите для F, вы получите частоту около 1/6 частоты дискретизации. Я сказал 5, но это напрягало. После алиасинга цифр в нем будет больше (вероятно много), но это будет зависеть от формы сигнала. Эмпирические правила могут быть хорошими, они экономят время. ;^)
Почему вы предлагаете не железнодорожный транспорт