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Electricidad

Calculadora del Slew Rate y del Ancho de Banda de Plena Potencia de un Amplificador Operacional

La mayor frecuencia que un amplificador operacional puede reproducir a una amplitud de salida dada, el slew rate que necesita su señal y la mayor excursión sin distorsión a su frecuencia.

Resultados

Ancho de banda de plena potencia (mayor frecuencia a esa amplitud) 15,92 kHz
Ancho de banda para pequeñas señales a esa ganancia 100,00 kHz
Ancho de banda utilizable a esa amplitud (el menor de los dos) 15,92 kHz
Slew rate que necesita su señal 0,628 V/µs
Mayor pico sin distorsión a su frecuencia 3,98 V
¿La salida sigue? No — limitado por el slew rate: la senoide se convierte en triángulo
Cómo varía
Mayor pico sin distorsión a su frecuenciaFrecuencia de la señal 1,6 – 159,2. Mayor pico sin distorsión a su frecuencia: 50 → 0,5; Amplitud de pico a la salida que necesita: 5 → 5Mayor pico sin distorsión a su frecuenciaAmplitud de pico a la salida que necesita0102030405050,0100,0150,0Frecuencia de la señal (kHz)

La línea discontinua marca el valor que ha escrito.

Qué hace esta herramienta

Un amplificador operacional tiene dos límites de velocidad distintos. El producto ganancia-ancho de banda limita las señales pequeñas: un componente de 1 MHz con ganancia 10 da 100 kHz. El slew rate limita las grandes, porque una senoide de pico V y frecuencia f cambia hasta 2π f V voltios por segundo, y cuando la salida no puede moverse tan deprisa se convierte en un triángulo. Un amplificador de 0,5 V/µs con 5 V de pico queda limitado por el slew rate por encima de unos 16 kHz, mucho antes de que se agote su ancho de banda para pequeñas señales.

Fórmula

full-power bandwidth f = SR ÷ (2π V_peak) · slew needed = 2π f V_peak · small-signal bandwidth = GBW ÷ gain

Variables

SímboloSignificadoUnidad
srSlew rate del amplificador operacionalV/µs
vpAmplitud de pico a la salida que necesitaV
gbwProducto ganancia-ancho de bandaMHz
gaGanancia en lazo cerrado de su circuito—
fFrecuencia de la señalkHz
FPAncho de banda de plena potencia (mayor frecuencia a esa amplitud)kHz
SSAncho de banda para pequeñas señales a esa gananciakHz
USAncho de banda utilizable a esa amplitud (el menor de los dos)kHz
NESlew rate que necesita su señalV/µs
VMMayor pico sin distorsión a su frecuenciaV
ST¿La salida sigue?—

Ejemplo resuelto

  • Slew rate del amplificador operacional0,5 V/µs
  • Amplitud de pico a la salida que necesita5 V
  • Producto ganancia-ancho de banda1 MHz
  • Ganancia en lazo cerrado de su circuito10
  • Frecuencia de la señal20 kHz
  • Ancho de banda de plena potencia (mayor frecuencia a esa amplitud)15,92 kHz
  • Ancho de banda para pequeñas señales a esa ganancia100,00 kHz
  • Ancho de banda utilizable a esa amplitud (el menor de los dos)15,92 kHz
  • Slew rate que necesita su señal0,628 V/µs
  • Mayor pico sin distorsión a su frecuencia3,98 V
  • ¿La salida sigue?No — limitado por el slew rate: la senoide se convierte en triángulo

Limitaciones

  • La fórmula supone condiciones ideales: sin pérdidas por fricción, sin resistencia del aire y sin pérdidas de rendimiento salvo que las introduzca.
  • Los rendimientos y consumos varían entre productos. Tome los valores de la ficha técnica del fabricante del producto que va a usar.