Was ist die Slew Rate?
Was ist die Slew Rate?
Definition der Slew Rate
In der Elektronik wird die Slew Rate definiert als die maximale Änderungsrate der Ausgangsspannung pro Zeiteinheit. Sie wird mit dem Buchstaben S bezeichnet. Die Slew Rate hilft uns, die Amplitude und die maximal zulässige Eingangsfrequenz für einen Operationsverstärker (OP-V) zu bestimmen, sodass die Ausgangsspannung nicht signifikant verzerrt wird.
Um die beste Leistung zu erzielen, sollte die Slew Rate maximiert werden, um den größtmöglichen unverzerrten Ausgangsspannungsabfall zu ermöglichen.
Die Slew Rate ist entscheidend, um sicherzustellen, dass ein OP-V einen Ausgang liefert, der dem Eingang entspricht. Sie variiert mit dem Spannungsverstärkungsfaktor und wird in der Regel bei einer Verstärkung von eins (+1) angegeben.
Ein typisches allgemeines Gerät kann eine Slew Rate von 10 V/μs aufweisen. Das bedeutet, dass wenn ein großes Sprungsignal an den Eingang angelegt wird, das elektronische Gerät eine Ausgangsspannung von 10 Volt in 1 Mikrosekunde liefern kann.
Messung der Slew Rate
Um die Slew Rate zu messen, wird ein Sprungsignal auf den Verstärker angewendet, und dann wird die Spannungsänderungsrate von 10% bis 90% ihrer maximalen Amplitude mit einem Oszilloskop beobachtet.
Formel für die Slew Rate
Die Formel zur Berechnung der Slew Rate ergibt sich durch die Division der Änderung der Ausgangsspannung durch die Änderung der Zeit, was zeigt, wie schnell sich die Ausgangsspannung ändern kann.
Auswirkungen auf die Frequenz
Um Stabilität zu gewährleisten, wird in allen OP-Vs Frequenzkompensation verwendet, um die Hochfrequenzantwort zu reduzieren, was einen beträchtlichen Einfluss auf die Slew Rate hat. Eine reduzierte Frequenzantwort begrenzt die Änderungsrate, die am Ausgang des Verstärkers auftritt, und beeinflusst somit die Slew Rate eines OP-V.
Die Frequenzkompensation im zweiten Stadium des OP-Vs hat eine Tiefpasscharakteristik und ähnelt einem Integrator. Daher führt eine konstante Stromquelle zu einer linear ansteigenden Ausgangsspannung. Wenn das zweite Stadium eine effektive Eingangskapazität C und eine Spannungsverstärkung A2 aufweist, dann kann die Slew Rate ausgedrückt werden als
Wobei Iconstant der konstante Strom des ersten Stages im Sättigungsgebiet ist.
Anwendungen der Slew Rate
In Musikinstrumenten wird Slew-Schaltung verwendet, um einen Übergang von einer Note zur nächsten zu ermöglichen, also Portamento (auch Glide oder Lag genannt).
Slew-Schaltungen werden eingesetzt, wenn die Steuerspannung über einen bestimmten Zeitraum langsam auf verschiedene Werte übergeht.
In bestimmten Elektronikanwendungen, in denen Geschwindigkeit erforderlich ist und die Ausgangsspannung über einen Zeitraum hinweg geändert werden muss, werden softwaregenerierte Slew-Funktionen oder Slew-Schaltungen verwendet.
