نرخ سوئینگ چیست؟

نرخ سوئینگ چیست؟

تعریف نرخ سوئینگ

در الکترونیک، نرخ سوئینگ به عنوان بیشترین میزان تغییر ولتاژ خروجی بر واحد زمان تعریف می‌شود. این پارامتر با حرف S نمایش داده می‌شود. نرخ سوئینگ 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 صورت قابل توجهی تحریف نشود.

برای رسیدن به بهترین عملکرد، نرخ سوئینگ باید به حداکثر رسیده تا بزرگترین تغییر غیر تحریف شده در ولتاژ خروجی را امکان‌پذیر کند.

نرخ سوئینگ برای اطمینان از آن است که یک OP amp به طور قابل اعتمادی یک خروجی که با ورودی همخوانی دارد ارائه می‌دهد. این پارامتر با ضریب تقویت ولتاژ متغیر است و معمولاً در شرایط ضریب تقویت واحد (+1) مشخص می‌شود.

یک دستگاه عمومی معمولی ممکن است نرخ سوئینگ ۱۰ داشته باشد. این بدان معناست که وقتی یک سیگنال گامی بزرگ به ورودی اعمال می‌شود، دستگاه الکترونیکی می‌تواند خروجی ۱۰ ولت را در ۱ میکروثانیه ارائه دهد. V/μS

اندازه‌گیری نرخ سوئینگ

برای اندازه‌گیری نرخ سوئینگ، یک سیگنال گامی به تقویت‌کننده اعمال می‌شود، سپس نرخ تغییر ولتاژ از ۱۰٪ تا ۹۰٪ از دامنه بیشینه آن با استفاده از اسکوپ الکترونیکی مشاهده می‌شود.

فرمول نرخ سوئینگ

فرمول محاسبه نرخ سوئینگ با تقسیم تغییر ولتاژ خروجی بر تغییر زمان بدست می‌آید، که نشان می‌دهد ولتاژ خروجی چقدر سریعاً می‌تواند تغییر کند.

تأثیر بر فرکانس

برای ارائه پایداری، جبران فرکانسی در تمام OP amps استفاده می‌شود تا پاسخ فرکانس بالا کاهش یابد که تأثیر قابل توجهی بر نرخ سوئینگ دارد. کاهش پاسخ فرکانسی محدودیتی بر میزان تغییراتی که در خروجی تقویت‌کننده‌ها اتفاق می‌افتد ایجاد می‌کند و بنابراین بر نرخ سوئینگ یک OP amp تأثیر می‌گذارد.

حالا، جبران فرکانسی در مرحله دوم OP amp ویژگی پایین‌گذر است و شبیه یک انتگرال‌گیر عمل می‌کند. بنابراین ورودی جریان ثابت خروجی خطی رو به افزایش تولید می‌کند. اگر مرحله دوم دارای ظرفیت ورودی مؤثر C و ضریب تقویت ولتاژ A2 باشد، آنگاه نرخ سوئینگ می‌تواند به صورت زیر بیان شود

که Iconstant جریان ثابت مرحله اول در حالت اشباع است.

کاربردهای نرخ سوئینگ

• در سازهای موسیقی، مدارهای سوئینگ برای ایجاد اسلاید از یک نت به نت دیگر یعنی پورتانمنتو (که همچنین به آن گلاید یا لاگ گفته می‌شود) استفاده می‌شوند.

• مدارهای سوئینگ در جاهایی استفاده می‌شوند که ولتاژ کنترل به آرامی در طول زمان به مقادیر مختلف تغییر می‌کند.

• در برخی کاربردهای الکترونیکی که سرعت لازم است و خروجی نیاز به تغییر در طول زمان دارد، توابع سوئینگ تولید شده توسط نرم‌افزار یا مدارهای سوئینگ استفاده می‌شوند.