چهارچوب نرخ است

چهارچوب سرعت چیست؟

تعریف چهارچوب سرعت

در الکترونیک، چهارچوب سرعت به عنوان نرخ بیشینه تغییر ولتاژ خروجی بر واحد زمان تعریف می‌شود. این پارامتر با حرف S نمایش داده می‌شود. چهارچوب سرعت به ما کمک می‌کند تا دامنه و فرکانس ورودی بیشینه مناسب برای یک تقویت‌کننده عملیاتی (OP amp) را شناسایی کنیم به طوری که خروجی به طور قابل توجهی تحریف نشود.

برای رسیدن به بهترین عملکرد، چهارچوب سرعت باید بیشینه شود تا موجب بزرگترین تغییر نوسانی ولتاژ خروجی بدون تحریف شود.

چهارچوب سرعت برای اطمینان از این که یک OP amp به طور مطمئن یک خروجی که با ورودی مطابقت دارد ارائه دهد، ضروری است. این پارامتر با تقویت ولتاژ متغیر است و معمولاً در شرایط تقویت +1 مشخص می‌شود.

یک دستگاه عمومی معمولی ممکن است چهارچوب سرعت 10 V/μs داشته باشد. این بدان معناست که وقتی یک سیگنال ورودی پله‌ای بزرگ به ورودی اعمال می‌شود، دستگاه الکترونیکی می‌تواند 10 ولت خروجی در 1 میکروثانیه ارائه دهد. V/μS

اندازه‌گیری چهارچوب سرعت

برای اندازه‌گیری چهارچوب سرعت، یک سیگنال پله‌ای به تقویت‌کننده اعمال کنید، سپس نرخ تغییر ولتاژ از 10٪ تا 90٪ آمپلیتود بیشینه آن را با استفاده از اسکوپ موج مشاهده کنید.

فرمول چهارچوب سرعت

فرمول محاسبه چهارچوب سرعت با تقسیم تغییر ولتاژ خروجی بر تغییر زمان انجام می‌شود، که نشان می‌دهد ولتاژ خروجی چقدر سریع می‌تواند تغییر کند.

تأثیر بر فرکانس

برای ارائه پایداری، جبران فرکانسی در تمامی OP-amp ها استفاده می‌شود تا پاسخ فرکانس بالا را کاهش دهد که تأثیر قابل توجهی بر چهارچوب سرعت دارد. کاهش پاسخ فرکانسی محدودیتی بر نرخ تغییراتی که در خروجی تقویت‌کننده‌ها اتفاق می‌افتد ایجاد می‌کند و بنابراین بر چهارچوب سرعت یک OP-amp تأثیر می‌گذارد.

حالا، جبران فرکانسی در مرحله دوم OP-amp ویژگی عبور پایین است و شبیه یک انتگرال‌گیر است. بنابراین ورودی جریان ثابت خروجی خطی افزایشی تولید می‌کند. اگر مرحله دوم دارای ظرفیت ورودی مؤثر C و تقویت ولتاژ A2 باشد، آنگاه چهارچوب سرعت می‌تواند به صورت زیر بیان شود

که Iconstant جریان ثابت مرحله اول در حالت اشباع است.

کاربردهای چهارچوب سرعت

• در سازهای موسیقی، مدار چهارچوب سرعت برای ارائه یک لغزش از یک نت به نت دیگر یعنی پورتانمنتو (همچنین به آن گلاید یا لاگ گفته می‌شود) استفاده می‌شود.

• مدار چهارچوب سرعت در مواردی که ولتاژ کنترل به آرامی در طول زمان به مقادیر مختلف تغییر می‌کند استفاده می‌شود.

• در برخی از کاربردهای الکترونیکی که سرعت مورد نیاز است و خروجی باید در طول زمان تغییر کند، توابع چهارچوب سرعت تولید شده توسط نرم‌افزار یا مدار چهارچوب سرعت استفاده می‌شود.