广告

老工程师教你如何“驯服”振荡运算放大器

2019-08-20 Bruce Trump 资深模拟工程师 阅读:
老工程师教你如何“驯服”振荡运算放大器
电容性负载稳定性是一个棘手的问题。如果受反馈网络电阻影响的运算放大器输入电容(加上一些杂散电容)形成的相移或者延迟过大,则简易非反相放大器便会不稳定,或者出现大量过冲和振铃……

鉴于反馈通路中相移(或者称作延迟)引起的诸多问题,我们一直在追求运算放大器的稳定性。通过上周的讨论我们知道,电容性负载稳定性是一个棘手的问题。YY9ednc

如果受反馈网络电阻影响的运算放大器输入电容(加上一些杂散电容)形成的相移或者延迟过大,则简易非反相放大器便会不稳定,或者出现大量过冲和振铃。您可以通过减少该节点的杂散电容来获得一定的改善,其可以最小化这种连接的电路板线路面积。使用某个特定的运算放大器时,输入电容(差分电容+共模电容)为固定值—您会受到它的束缚。YY9ednc

但是,您可以按比例减小反馈网络的电阻值,以保持增益不变。这样可将该电容所产生的极点频率移至更高频率,并减小延迟时间常量。本例中,我们将电阻减小至 5kΩ 和 10kΩ,获得了明显改善,但仍然产生了约 10% 过冲,并有振铃出现。YY9ednc

另外,它还给运算放大器带来额外的负载,因此您不能过多地使用这种解决方法。两个电阻器的和为运算放大器负载,因此您可能不希望其太低。YY9ednc

020ednc20190819YY9ednc

更理想的解决方案可能是一个与 R2 并联的电容器 Cc(请参见图 2)。当 R1∙Cx= R2∙Cc 时,分压器获得补偿,并且所有频率的阻抗比均恒定不变。这样,反馈网络中便没有相移或者延迟。:)YY9ednc

021ednc20190819YY9ednc

您可以把这种反馈网络比作 10x 示波器探针的补偿衰减器(请参见图 3),其概念是一样的。探针中的可变电容器允许进行调节,以让两个时间常量相等。请注意,这种示波器探针的响应从未表现出不稳定,即使错误调节时也是如此。为什么呢?原因是它并没有在反馈环路内部。YY9ednc

022ednc20190819YY9ednc

正如让其中一个电容器在示波器探针中可调节来对补偿进行微调一样,您也需要对图 2 所示 Cc 的值进行调节。由于杂散电容存在不确定的影响,因此我们可能无法知道电容 Cx 的准确大小。YY9ednc

另外,您可能希望微调电路的响应来达到您的要求。这样做可能会产生一些过冲,但却可以获得更高的速度和更佳的带宽。YY9ednc

之前,我介绍了不稳定性的另一种常见情况,即电容性负载运算放大器。现在,这种解决方案又在环路中产生了相移(反馈延迟),而其为问题的根源。这一次的情况很复杂,因为开环输出电阻在运算放大器内部。YY9ednc

我们无法穿过该电阻器连接一个补偿电容器。实际上,它并非为一个真正的电阻器,它是运算放大器电路的一个“等效”输出电阻。因此,下次,我们将讨论电容性负载问题。YY9ednc

查看更多请点击:《看一个TI老工程师如何驯服精密放大器YY9ednc

 YY9ednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 用功率MOSFET制作线性放大器有何风险? 利用功率MOSFET制造线性放大器,可能发生两个问题:在元件封装的栅极引脚与栅极本身之间具有串联的电阻路径,电阻路径位于半导体内部,由嵌入式多晶硅通道组成;功率MOSFET是非常高速的元件,如果将放在线性工作区域,可能会突发寄生RF振荡。
  • 了解相位散布的破坏效应 对于AM收音机来说,音频信号通常都可以在接收端得到很好的复现,但是也并非总是如此。比如,有时播音员说话听起来好像打了30秒喷嚏一般。那么,这到底是为什么?
  • 宽禁带生态系统:快速开关和颠覆性的仿真环境 宽禁带材料实现了较当前硅基技术的飞跃。它们的大带隙导致较高的介电击穿,从而降低了导通电阻(RSP)。 更高的电子饱和速度支持高频设计和工作,降低的漏电流和更好的导热性有助于高温下的工作。
  • 如何通过相关数据手册,选择正确的部件 “哇!那个ADC的信噪比好高!”这就是客户面对高信噪比ADC时的反应,他只注意到这个比较突出的特性,却忘记考虑其他重要的数据规格。
  • 修理AC小家电时,意外发现的惊人事实…… 我们在电子工程领域太常使用“接地”这个名词,都忘了它主要的意义以及关键功能所在...
  • 通用快速充电:电池供电应用的未来趋势 设计一个单芯片充电器集成电路(IC)来为不同配置和不同输入电压范围的多个电池供电设备充电是一个复杂的过程,因为传统适配器不能与所有电池供电设备兼容,且传统USB适配器的功率限制在5-15 W,因此限制了它们将支持的便携式电池供电设备。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了