Slew rate

In der Elektronik wird als slew rate die Anstiegsrate, Flankensteilheit oder die maximale Anstiegs- oder Abfallgeschwindigkeit der Ausgangsspannung einer Verstärker- oder Treiberschaltung, speziell eines Operationsverstärkers, bezeichnet.

Auswirkung der slew rate (grün) auf die Übertragung eines Rechteckpulses, idealisiert ohne Einschwingvorgang

Definition

Die slew rate ist die maximale Spannungsanstiegsgeschwindigkeit der Flanke der Ausgangsspannung ${\displaystyle U_{\mathrm {out} }(t)}$, wenn am Eingang eine Rechteckschwingung anliegt, das den Verstärker vollständig aussteuert (Großsignal-Antwort):

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

In Datenblättern wird die slew rate in Volt pro Mikrosekunde angegeben.

Der Zusammenhang zur Großsignal-Grenzfrequenz eines Verstärkers ist gegeben durch die Ableitung ${\displaystyle \mathrm {d} U/\mathrm {d} t}$. Eine sinusförmige Spannung:

${\displaystyle \mathrm {U} (t)={\hat {U}}\sin(2\pi ft)}$

hat die größte Steigung ${\displaystyle \mathrm {U'} }$ im Nulldurchgang:

${\displaystyle \max \left(\left|\mathrm {U'} \right|\right)=\mathrm {U'} (t=0)=\left|2\pi f{\hat {U}}\cos(2\pi ft)\right|_{(t=0)}=2\pi f{\hat {U}}}$

Die benötigte slew rate ist also proportional zur Signalamplitude ${\displaystyle {\hat {U}}}$ und zur Frequenz ${\displaystyle f}$. Bei einer nur begrenzt verfügbaren slew rate überträgt ein Verstärker ein Signal mit großer Amplitude möglicherweise weniger korrekt als ein kleines Signal. In Datenblättern von Operationsverstärkern werden deshalb sowohl die slew rate (sie betrifft das Großsignalverhalten) als auch die Grenz- bzw. Transitfrequenz (sie betrifft das Kleinsignalverhalten) angegeben.

Siehe auch

• Anstiegs- und Abfallzeit