设计目标

设计说明

该电路可控制模拟增益级的压摆率。该电路适用于对称的压摆率应用。与选择用来实施压摆率限制器的运算放大器相比，所需的压摆率必须更慢一些。

设计说明

1. 必须检查增益级运算放大器和压摆率限制运算放大器，以确保稳定性。
2. 验证 C₁ 的充电或放电电流需求再加上出自 U₂ 的负载电流不会限制 U₂ 的电压摆幅。

设计步骤

1. 设置压摆率并设置反馈电容器 C₁ 的标准值。
   ${\mathrm{C}}_1=470\mathrm{nF}$
   $\mathrm{SR}=20\frac{\mathrm{V}}{\mathrm{s}}$
2. 选择 R₂ 的值，以设置实现预期压摆率所需的电容器电流。
   $\mathrm{SR}=\frac{{\mathrm{I}}_{{\mathrm{C}}_1}}{{\mathrm{C}}_1}$
   $20\frac{\mathrm{V}}{\mathrm{s}}=\frac{{\mathrm{I}}_{{\mathrm{C}}_1}}{470\mathrm{nF}}\text{ where }{\mathrm{I}}_{{\mathrm{C}}_1}=9.4\mathrm{\mu A}$
   $\text{ Gain stage op amp }{\mathrm{V}}_{\mathrm{sat}}=\pm 14.995\text{ (typical)}$
   ${\mathrm{I}}_{{\mathrm{C}}_1}=\frac{{\mathrm{V}}_{\mathrm{sat}}}{{\mathrm{R}}_2}$
   $9.4\mathrm{\mu A}=\frac{14.995\mathrm{V}}{{\mathrm{R}}_2}\text{, so }{\mathrm{R}}_2=1.595\mathrm{M\Omega }\approx 1.6\mathrm{M\Omega }\text{ (Standard Value)}$
3. 补偿反馈网络，以实现稳定性。R₁ 会向 1/β 网络添加一个极点。该极点的位置应使 1/β 曲线在与开环增益曲线相交之前的一个十倍频趋于稳定（在本例中为 200Hz）。
   ${\mathrm{f}}_{\mathrm{p}}=\frac{1}{2\mathrm{\pi }\times {\mathrm{R}}_1\times {\mathrm{C}}_1}=200\mathrm{Hz}$
   $200\mathrm{Hz}=\frac{1}{2\mathrm{\pi }\times {\mathrm{R}}_1\times 470\mathrm{nF}}\text{, so }{\mathrm{R}}_1=1.693\mathrm{k\Omega }\approx 1.69\mathrm{k\Omega }\text{ (Standard Value)}$

设计仿真

瞬态仿真结果

交流仿真结果

设计参考资料

德州仪器 (TI)，压摆率限制器仿真，电路 SPICE 仿真文件

德州仪器 (TI)，单运算放大器压摆率限制器，参考设计

设计特色运算放大器

设计备选运算放大器