Vitesse de balayage - Slew rate

effet de vitesse de balayage sur une onde carrée : rouge=sortie souhaitée, vert=sortie réelle

En électronique , la vitesse de balayage est définie comme le changement de tension ou de courant, ou de toute autre quantité électrique, par unité de temps. Exprimée en unités SI , l'unité de mesure est le volt / seconde ou l' ampère /seconde, mais est généralement exprimée en termes de microsecondes (μs) ou de nanosecondes (ns).

Les circuits électroniques peuvent spécifier des limites minimales ou maximales sur les vitesses de balayage pour leurs entrées ou sorties, ces limites n'étant valables que dans un ensemble de conditions données (par exemple, charge de sortie). Lorsqu'elle est donnée pour la sortie d'un circuit, tel qu'un amplificateur, la spécification de vitesse de balayage garantit que la vitesse de transition du signal de sortie sera au moins le minimum donné, ou au plus le maximum donné. Lorsqu'il est appliqué à l'entrée d'un circuit, il indique plutôt que le circuit de commande externe doit respecter ces limites afin de garantir le bon fonctionnement du dispositif de réception. Si ces limites sont violées, une erreur peut se produire et un fonctionnement correct n'est plus garanti.

Par exemple, lorsque l'entrée d'un circuit numérique est entraînée trop lentement, la valeur d'entrée numérique enregistrée par le circuit peut osciller entre 0 et 1 pendant la transition du signal. Dans d'autres cas, une vitesse de balayage maximale est spécifiée afin de limiter le contenu haute fréquence présent dans le signal, empêchant ainsi des effets indésirables tels que la sonnerie ou les interférences électromagnétiques rayonnées.

Dans les amplificateurs, les limitations de la capacité de vitesse de balayage peuvent donner lieu à des effets non linéaires. Pour qu'une forme d' onde sinusoïdale ne soit pas soumise à une limitation de vitesse de balayage, la capacité de vitesse de balayage (en volts par seconde) à tous les points d'un amplificateur doit satisfaire à la condition suivante :

${\displaystyle \mathrm {SR} \geq 2\pi fV_{\mathrm {pk} },}$

où f est la fréquence de fonctionnement et l'amplitude de crête de la forme d'onde. ${\displaystyle V_{\mathrm {pk} }}$

En mécanique, la vitesse de balayage est donnée en dimension 1/ T et est associée au changement de position dans le temps d'un objet qui orbite autour de l'observateur. La vitesse de balayage peut également être mesurée en degrés par seconde.

Définition

La vitesse de balayage d'un circuit électronique est définie comme le taux de variation de la tension par unité de temps. La vitesse de balayage est généralement exprimée en unités de V / μs .

${\displaystyle \mathrm {SR} =\max \left|{\frac {dv_{\mathrm {out} }(t)}{dt}}\right|}$

où est la sortie produite par l'amplificateur en fonction du temps t . ${\displaystyle v_{\mathrm {out} }(t)}$

La mesure

La vitesse de balayage peut être mesurée à l'aide d'un générateur de fonctions (généralement une onde carrée) et d'un oscilloscope (CRO). La vitesse de balayage est la même, que la rétroaction soit prise en compte ou non.

Limitation de la vitesse de balayage dans les amplificateurs

Il existe de légères différences entre les différentes conceptions d'amplificateurs dans la façon dont le phénomène d'orientation se produit. Cependant, les principes généraux sont les mêmes que dans cette illustration.

L'étage d'entrée des amplificateurs modernes est généralement un amplificateur différentiel avec une caractéristique de transconductance . Cela signifie que l'étage d'entrée prend une tension d'entrée différentielle et produit un courant de sortie dans le deuxième étage.

La transconductance est généralement très élevée - c'est là que le grand gain en boucle ouverte de l'amplificateur est généré. Cela signifie également qu'une tension d'entrée assez faible peut provoquer une saturation de l'étage d'entrée . En saturation , l'étage produit un courant de sortie presque constant.

Le deuxième étage des amplificateurs de puissance modernes est, entre autres, celui où la compensation de fréquence est réalisée. La caractéristique passe-bas de cet étage se rapproche d'un intégrateur . Une entrée à courant constant produira donc une sortie augmentant linéairement. Si le deuxième étage a une capacité d' entrée effective et un gain de tension , alors la vitesse de balayage dans cet exemple peut être exprimée comme : ${\style d'affichage C}$${\style d'affichage A_{2}}$

${\displaystyle \mathrm {SR} ={\frac {I_{\mathrm {sat} }}{C}}A_{2}}$

où est le courant de sortie du premier étage en saturation. ${\displaystyle I_{\mathrm {sat} }}$

La vitesse de balayage nous aide à identifier la fréquence d'entrée et l'amplitude maximales applicables à l'amplificateur de sorte que la sortie ne soit pas déformée de manière significative. Ainsi, il devient impératif de vérifier la fiche technique de la vitesse de balayage de l'appareil avant de l'utiliser pour des applications à haute fréquence.

Applications musicales

Dans les instruments de musique électroniques, les circuits de balayage ou les fonctions de balayage générées par logiciel sont délibérément utilisés pour fournir une fonction de portamento (également appelée glissement ou décalage ), où une valeur numérique initiale ou une tension de commande analogique est lentement transformée en une nouvelle valeur sur une période de temps (voir interpolation ).

Voir également

• Bande passante de puissance

Les références

Liens externes

• Explication de la vitesse de montée avec exemple interactif et calcul détaillé pour un circuit opamp standard
• Conception de circuits linéaires Chapitre 1 : Ampères op