上升時間與壓擺率是一回事嗎

我們先來看一下壓擺率，壓擺率的概念與上升時間類似，但有一些重要區(qū)別。如圖1所示，階躍響應的上升時間被定義為波形從終值的10％變?yōu)?0％所需的時間。（有時上升時間被定義為20/80％。）請注意，上升時間通過波形大小的百分比來定義，與所涉及的電壓無關。例如圖1中的波形具有大約3μs的上升時間。

圖1：階躍響應的上升時間是從終值的10％變?yōu)?0％所需的時間。

壓擺率定義為波形的變化率，與斜率相同。它可以通過算式ΔV/Δt得出，如圖2所示。

圖2：壓擺率是波形的斜率，計算式為ΔV/Δt。

圖2顯示了10％和90％兩個點之間的ΔV/Δt，實際上這個計算可以在波形的任何位置進行，因為我們只是在尋找斜率。注意，壓擺率以V/s（或更常見的V/μs）為單位，實際上也表明了它是用來衡量每單位時間電壓的變化率。

從圖2中，我們可以計算出壓擺率：

現(xiàn)在我們來設想一下圖2中的階躍響應增大10倍的情況，從0V變?yōu)?0V，而上升時間仍然是3μs。則壓擺率計算如下：

果然，當上升時間相同時，壓擺率會增大10倍，因為電壓的變化速度快很多。這突出了上升時間和壓擺率之間的關鍵差異：上升時間無關乎絕對的電壓水平，僅表示波形變化所需的時間，而壓擺率則描述電壓的變化率。

正弦波示例

對于輸入為正弦波的情況（如圖3所示），我們可以進行一些基本的微積分計算得到壓擺率。

壓擺率（SR）是波形的斜率或導數(shù)。

當余弦函數(shù)達到其最大值1時，壓擺率也最大。同樣，當余弦函數(shù)達到最小值-1時，壓擺率也最大只是符號相反。圖3還顯示出最大壓擺率點出現(xiàn)在正弦波的過零點處。

毫不奇怪，最大壓擺率與波形頻率及其幅度成正比。波形越大轉換速率越快。波形頻率越高轉換速率也越快。

圖3：正弦波在過零點處具有最大壓擺率。

放大器規(guī)格

到目前為止，我們一直在討論電壓波形的壓擺率，描述電壓變化的速率。壓擺率通常被用來描述放大器的性能，它定義了信號在放大器輸出端的轉換速率。它指的是放大器的最大壓擺率，對于上升斜率和下降斜率波形可能會不同。

放大器的帶寬通常受壓擺率性能的限制。全功率帶寬（FPBW），也稱為大信號帶寬，定義為放大器在其最大輸出電壓擺幅下可產生的最高頻率。假設FPBW受放大器最大壓擺率的限制，那么可以通過重組上述的算式來計算FPBW：

應用

壓擺率是運算放大器的一個重要參數(shù)，尤其是在處理大輸出擺幅時。

您可能聽說過電源與壓擺率相關，它描述電源的電壓或電流從一個設置值轉換為另一個值的速率。通常這與測試系統(tǒng)中的可編程電源有關，通過不同的測試條件來排序。電壓和電流壓擺率可以是測試激勵的一部分。也就是說，由于某些電壓或電流在兩個特定值之間可以受控轉換，我們可以利用它來測試器件的性能?；蛘?，利用壓擺率來抑制被測器件的浪涌電流。

您可能還會見到壓擺率與電磁干擾（EMI）相關。具有尖銳邊緣的信號易于輻射高頻成分，眾所周知，諸如數(shù)字邏輯器件和開關電源穩(wěn)壓器這類快速開關電路會產生電磁干擾。為了抑制EMI，一部分器件提供了壓擺率控制，允許設計人員選擇邊緣速率并控制輻射。有些情況下，也可以通過添加外部電路來降低邊緣速率，例如，電路設計人員可以在數(shù)字時鐘電路中增加RC電路來降低壓擺率和輻射。

本文概述了壓擺率與上升時間的關系。它們的確有相似之處，但最關鍵的區(qū)別在于壓擺率描述了波形的實際變化率。

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