为什么运算放大器启动时间很重要，如何测量

现代运算放大器（op amp）用于许多电池供电应用。一些例子包括便携式医疗设备、健身追踪器、手机、平板电脑、状态监测传感器等。为了延长电池更换或充电之间的电池寿命，系统可以在睡眠模式下关闭活动组件。根据应用的不同，当系统通过定时器或触发事件从睡眠状态中出来时，系统需要快速启动并运行，以实现信号调理和事件记录。系统就绪的速度取决于每个有源组件从关闭到完全功能或稳定状态的速度。在本文中，我们将讨论建立时间和压摆率与启动或上电时间之间的差异。然后，我们将介绍一个测量启动时间的案例研究。

在运算放大器电源电压导通并达到稳定状态后，通过改变输入信号来测量输出端的建立时间和压摆率。建立时间是运算放大器在输出端达到一定精度所需的时间。压摆率是输出电压随时间变化的速率，通常指定为 V/uS。下面的图 1 说明了这两个参数。

图1：建立时间和压摆率

启动或上电时间是电源电压导通时运算放大器达到稳定状态所需的时间。下面的图 2 说明了启动时间。

图2：启动时间

为什么我们关心启动时间？ 运算放大器用于各种电池供电应用。其中许多应用会将有源电路置于睡眠模式以延长电池寿命，而某些系统的设计将简单地禁用电路块上的Vsupply。因此，模块达到稳定状态的速度越快，系统就能越早进行信号链调理和数据记录。然后，系统可以再次进入睡眠状态以节省电池电量。

以下是测量启动时间的案例研究。下面的图3是启动测试电路的简化原理图。

图3：启动时间测试电路

Vsupply或Vdd由“0至3V方波脉冲”表示。当Vdd为0V时，运算放大器“关断”，运算放大器的输出阻抗很高。由于运算放大器输出电压与负载电压（VLoad，1V）直接相关，因此Vout的预期值为1V。

当我们接通Vsupply（3V时的方波脉冲）时，运算放大器导通，输出变为低阻抗。此时，输出成为施加输入电压的函数。输出跟随输入正弦波的时间是运算放大器启动时间。

请注意，一旦运算放大器V电源接通，则需要50mV DC输入，以使输出远离饱和至负供电轨。它应该无助于DUT的启动时间。此外，测试电路中不使用旁路电容器，以最大限度地降低电源电流测量期间的浪涌电流。

MCP6007启动时间与竞赛示例

基于前面讨论的测试电路，我们测量了Microchip新型MCP6006/7/9的启动时间。从下面的图4可以看出，MCP6006/7/9产品系列的启动时间为6uS，比最接近的竞争产品快近10倍。同时，MCP6006/7/9在启动期间保持高输出阻抗。

图 4：MCP6006/7/9 启动时间

如下图所示，MCP6007（MCP6006/7/9产品系列的双版本）在启动期间消耗的浪涌电流也非常小。浪涌电流消耗比最接近的竞争产品低近40倍。最后，MCP3/6006/7系列的9MHz版本具有类似的启动时间性能。

图 5：启动期间的 MCP6007 电源电流 （IDD）

结论

在本文中，我们讨论了启动时间与建立时间和压摆率的关系。然后，我们跟进了一种测量启动时间的方法。

审核编辑：郭婷