压摆率

压摆率对方波的影响：红色为期望输出，绿色为实际输出

压摆率（slew rate）在电子学和电磁学中，定义为电压（或电流等其他电气或电磁量）随时间的变化量。用国际单位制表示时，单位为每秒的变化量，但在電子電路环境中，压摆率通常以伏特每微秒（V/μs）或伏特每纳秒（V/ns）表示。

电子电路可能对其输入或输出规定压摆率的最小值或最大值，这些限制仅在给定条件（例如输出负载）下有效。若给出的是电路（例如放大器）输出的压摆率规格，则该规格保证输出信号转换的速度至少不低于给定的最小值或至多不超过给定的最大值。若应用于电路输入，则表示外部驱动电路必须满足这些限制，才能保证接收设备的正确工作。若违反这些限制，可能发生错误，不能保证正确操作。

例如，当数字电路的输入驱动得过慢时，电路在信号过渡期间登记的数字输入值可能在0与1之间振荡。另一些情况下，会指定最大压摆率，以限制信号中的高频成分，从而防止诸如振铃或辐射干擾等不良效应。

在放大器中，压摆率能力的限制会产生非线性效应。为了使正弦波不受压摆率限制，放大器在所有点的压摆率能力（以伏特每秒为单位）必须满足下列条件：

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

其中$f$为工作频率，$V_{\mathrm {pk} }$为波形的峰值幅度，即正弦波峰峰值的一半。

在力学中，压摆率指观察者周围轨道上物体位置随时间的变化率，通常以弧度、度或转数每单位时间表示。其量纲为${\mathsf {T}}^{{-}1}$。

定义

电子电路的压摆率定义为電壓随时间的变化率。压摆率通常以伏特每微秒（V/μs）为单位表示。

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

其中$v_{\mathrm {out} }(t)$是放大器随时间$t$给出的输出电压。

测量

压摆率可用信号发生器（通常为方波）和示波器测量。无论是否考虑反馈，测得的压摆率相同。

放大器中的压摆率限制

不同放大器设计中压摆现象的发生细节略有差异，但基本原理相同。

现代放大器的输入级通常为带有跨导特性的差分放大器。这意味着输入级将差分输入电压转换为流入第二级的电流。

跨导通常很高——这是产生放大器大开环增益的来源。这也意味着相对很小的输入电压就可能使输入级进入饱和。在饱和状态下，该级产生几乎恒定的输出电流。

现代功率放大器的第二级常用于頻率補償。该级的低通特性近似为一个積分器。因此，恒定电流输入将产生线性增长的输出。如果第二级具有有效输入电容$C$ 和电压增益$A_{2}$，则在此示例中压摆率可表示为：

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

其中$I_{\mathrm {sat} }$是第一级在饱和时的输出电流。

压摆率帮助确定放大器在不产生显著失真情况下可接受的最大输入频率和幅度。因此在用于高频应用前应查阅器件数据表中的压摆率规格。

压摆率也可以通过两个运算放大器、一个电容和两个电阻有意地限制。

音乐应用

在电子乐器中，压摆电路或软件生成的压摆功能常被用来实现滑音（portamento，也称glide或lag），即将初始的数字值或模拟控制电压在一段时间内平滑地过渡到新的数值（见插值）。

参见

• 功率带宽