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
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
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
sr | Slew rate del amplificador operacional | V/µs |
vp | Amplitud de pico a la salida que necesita | V |
gbw | Producto ganancia-ancho de banda | MHz |
ga | Ganancia en lazo cerrado de su circuito | — |
f | Frecuencia de la señal | kHz |
FP | Ancho de banda de plena potencia (mayor frecuencia a esa amplitud) | kHz |
SS | Ancho de banda para pequeñas señales a esa ganancia | kHz |
US | Ancho de banda utilizable a esa amplitud (el menor de los dos) | kHz |
NE | Slew rate que necesita su señal | V/µs |
VM | Mayor pico sin distorsión a su frecuencia | V |
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.