Slew rate e largura de banda de plena potência do amp-op
Calcula a largura de banda de plena potência do amp-op e verifica se ele pode processar o sinal sem distorção de slew rate.
Fórmula
Como Funciona
A calculadora de taxa de variação do amplificador operacional calcula os requisitos de largura de banda de potência total (FPBW) e taxa de variação mínima — essenciais para design de amplificadores de áudio, circuitos de vídeo e processamento de sinal de alta frequência. Designers analógicos, engenheiros de áudio e projetistas de front-end de RF usam isso para evitar distorções induzidas por oscilação em aplicações de sinais grandes. De acordo com Horowitz & Hill 'Art of Electronics' (3ª ed., p.239), a taxa de variação (SR) é o máximo dV/dt que a saída pode atingir, normalmente 0,5-100 V/μs para amplificadores operacionais de uso geral. A relação SR_min = 2π FV_peak (V/μs quando f está em MHz e V em volts) determina se um amplificador operacional pode reproduzir uma onda senoidal de amplitude total sem distorção. Exceder o limite da taxa de variação causa distorção triangular na forma de onda, adicionando harmônicos estranhos que soam severos em aplicativos de áudio.
Exemplo Resolvido
Verifique a adequação do NE5532 (SR = 9 V/μs) para áudio profissional com fontes de ±15V e largura de banda de 20kHz. Saída máxima sem distorção: V_peak = 13,5 V (90% do trilho). Calcule SR_min = 2π × 20kHz × 13,5 V/10․ = 1,70 V/μs. Margem = 9/1,70 = 5,3 × (adequada para transientes de áudio). Calcule FPBW = SR/ (2π × V_peak) = 9 × 10․/(2π × 13,5) = 106 kHz. O NE5532 pode reproduzir sinais de amplitude total de até 106 kHz sem limitação de velocidade. Para comparação, o LM358 (SR = 0,5 V/μs) tem FPBW = 5,9 kHz a 13,5 V — inadequado para áudio de alta fidelidade acima de volumes moderados.
Dicas Práticas
- ✓Para áudio (20 kHz, ± 12 V): SR > mínimo de 2 V/μs; SR > 5 V/μs recomendado. NE5532 (9V/μs), OPA2134 (20V/μs) e LME49720 (20V/μs) são opções comprovadas de acordo com o guia de áudio da Texas Instruments
- ✓Os amplificadores operacionais de vídeo (AD8061, OPA695) fornecem SR > 300V/μs para aplicações de alta velocidade — necessários para 1Vpp em frequências acima de 50 MHz
- ✓A distorção de taxa de variação soa nitidamente severa em comparação com o recorte suave — meça com um osciloscópio a 20 kHz se a distorção soar “granulada” em volumes altos
Erros Comuns
- ✗Confundindo taxa de variação com ganho de largura de banda — GBW limita a largura de banda de sinal pequeno; SR limita a largura de banda de sinal grande. Um amplificador operacional pode ter alto GBW, mas baixo SR (por exemplo, LM358: GBW de 1 MHz, SR de 0,5 V/μs)
- ✗Ignorando os requisitos de oscilação de saída — o requisito de SR varia linearmente com a tensão de pico; o balanço de 10 V requer 2 × o SR de oscilação de 5 V na mesma frequência
- ✗Selecionar amplificador operacional com SR exatamente em SR_min — transientes e harmônicos exigem taxas de variação instantâneas que excedem a fundamental; design para SR > 3 × SR_min
Perguntas Frequentes
Calculadoras relacionadas
Audio
Amplificador de áudio
Calcule a potência de saída do amplificador de áudio, eficiência, estimativa de classe THD, SNR e sensibilidade de entrada para amplificadores de classe A, AB e D.
Audio
SNR de áudio
Calcula a relação sinal-ruído de áudio, a faixa dinâmica e os bits de ruído equivalentes a partir dos níveis de sinal e do piso de ruído.
Audio
Fator Q do EQ
Calcula o fator Q do equalizador a partir da frequência central e da largura de banda, ou converte entre Q, oitavas e limites de frequência.
Audio
Crossover de alto-falantes
Calcule os valores dos componentes cruzados de alto-falantes bidirecionais passivos para redes Butterworth de 1ª ordem (6dB/Out) e 2ª ordem (12dB/Out).