スルーレートとは何か

スルーレートとは何か

スルーレートの定義

電子工学において、スルーレートは単位時間あたりの出力電圧変化の最大速度として定義されます。これはSで表されます。スルーレートは、オペアンプ（OPアンプ）に適した振幅と最大入力周波数を特定し、出力が大幅に歪まないようにするのに役立ちます。

最良の性能を得るためには、スルーレートを最大化し、最も大きな歪みのない出力電圧変動を可能にする必要があります。

スルーレートは、OPアンプが入力に一致する出力を確実に提供するためには重要です。これは電圧ゲインと共に変化し、通常はゲイン1（+1）の条件下で指定されます。

一般的な用途のデバイスでは、スルーレートが10 V/μsであることがよくあります。これは、大きなステップ入力信号が入力された場合、電子デバイスが1マイクロ秒で10ボルトの出力を提供できることを意味します。

スルーレートの測定

スルーレートを測定するには、増幅器にステップ信号を適用し、オシロスコープを使用してその最大振幅の10%から90%までの電圧変化率を観察します。

スルーレートの公式

スルーレートを計算する公式は、出力電圧の変化を時間の変化で割ることで求められます。これにより、出力電圧がどれだけ速く変化できるかが示されます。

周波数への影響

安定性を確保するために、すべてのOPアンプでは高周波応答を減少させるための周波数補償が使用されますが、これがスルーレートに大きな影響を与えます。周波数応答が低減すると、増幅器の出力での変化率が制限され、結果的にOPアンプのスルーレートに影響します。

OPアンプの第2段での周波数補償はローパス特性であり、これは積分器に似ています。そのため、一定の電流入力は線形に増加する出力を生成します。第2段が効果的な入力容量Cと電圧ゲインA2を持つ場合、スルーレートは以下の式で表現できます。

ここでIconstantは第1段の飽和時の一定電流です。

スルーレートの応用

• 音楽機器では、スルーサーキットは一つの音符から別の音符へのスライド、つまりポルタメント（またはグライド、ラグとも呼ばれます）を提供するために使用されます。

• スルーサーキットは、制御電圧が一定期間にわたって徐々に異なる値に移行する必要がある場合に使用されます。

• 高速性が必要であり、出力が一定期間にわたって変化する必要がある特定の電子機器の応用では、ソフトウェア生成のスルー関数またはスルーサーキットが使用されます。