向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

用SPICE工具来检查电路潜在稳定性的简单方法

时间:2019-09-23 作者:Bruce Trump 资深模拟工程师 阅读:
SPICE是一种检查电路潜在稳定性问题的有用工具 。本文将介绍一种使用SPICE工具来检查电路潜在稳定性的简单方法。

SPICE是一种检查电路潜在稳定性问题的有用工具 。本文将介绍一种使用SPICE工具来检查电路潜在稳定性的简单方法。1dTednc

图1是使用OPA211搭建 的一个同相放大器,在许多应用中,只是对图1做了较小的变动。R3和C1构成了输入级滤波器。R4是电路的输出电阻,当运放输出级连接到其它外部电路时,R4起到保护作用。CL用来等效5英尺电缆。1dTednc

021ednc201909231dTednc

该电路的小信号阶跃响应或者方波的响应曲线是检查潜在稳定性问题的最快捷和最简单的方法。图2是仿真电路。值得注意的是电路输入端连接到地,输入测试信号源直接连接到运放的同相输入端。输入级的滤波器将延缓输入信号的边沿。如果你想知道一个钟是如何产生铃声的,你应该使用一个铁锤敲击它,而不是一个橡皮棒。1dTednc

022ednc201909231dTednc

响应曲线是在运放的输出端探测,而不是电路的Vout节点。R4和CL构成了滤波器以至于Vout节点不能真正地显示出运放的过冲。为了检查稳定性,我们需要知道运放是如何工作的。1dTednc

注意到输入信号的幅度是1mV(在运放输出端的幅度是4mV)。我们希望得到小信号的响应曲线。若输入信号是大信号,则会涉及到压摆率的问题,将减小过冲,不能真正地反应潜在的不稳定性。1dTednc

023ednc201909231dTednc

从仿真结果可以看出,在运放的输出端有接近27%的过冲,较大的过冲会导致运放在任何条件下都是不稳定的。假设这是一个二阶稳定系统,它意味着接近38度的相移裕量。另外,注意到频率响应曲线中存在相当大的尖峰,这是另一个潜在的不稳定的迹象。幅度峰值在14MHz时出现,其正好是时域上振铃周期的倒数。普遍认为,当信号的过冲小于或等于20%时,相移裕量大于或等于45度,运放就可以视为稳定的。1dTednc

024ednc201909231dTednc

有更多深层次的分析可以通过SPICE仿真得到,例如:通过开环波特图找到相位裕量和增益。但是对于大多数简单的电路,上文提到的是指示潜在不稳定问题的非常好的方法。当然,任何SPICE仿真都取决于运放macro模型的准确性。现有的最优秀的SPICE模型都不可能是完美的。此外,电路的差异性,非理想的元部件,电路板布线带来的寄生参数,低质量的电源退耦,都能够影响电路的稳定性。这就是为什么你应该进行电路的仿真并且做实际的测试,比较两者之间的差异并进行优化。SPICE是一个很有价值且很有用的工具,但是不能完全依靠SPICE来检测电路的潜在稳定性,因为SPICE不能考虑到运放实际应用时的一些参数。1dTednc

阅读原文,请访问:e2e.ti.com  翻译:TI信号链工程师 Rickey Xiong (熊尧)1dTednc

 1dTednc

查看更多请点击:《看一个TI老工程师如何驯服精密放大器1dTednc

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”
您可能感兴趣的文章
  • 盘点十四个 CES 2020上有趣的新鲜科技玩意儿 CES 2020于美国拉斯韦加斯盛大举行,来自全球的新创公司和业界巨擘齐集‘CES Unveiled’技术盛会,抢先亮相其创新的想法、吸睛的产品以及最新技术解决方案...
  • 如何正确理解汽车电子设计之SBC篇 系统基础芯片(SBC,System Basis Chip),从广义上来说,是一种包含电源、通信、监控诊断、安全监控等特性以及GPIO的独立芯片。随着汽车电子模块的日益小型化,对低功耗和可靠性的要求
  • 新型太阳能混合装置全天候供电不中断 研究人员开发出新的太阳能整合系统,能以低损耗采集并储存太阳能,并因应大规模与小规模等应用提供24/7的全天候供电…
  • 是谁把我的布线搞成“老鼠窝”? 通往布线的“老鼠窝”之路是漫长且渐进的。您当然不会一开始就想搞得像意大利面这样一团乱;相反地,它一次只发生一点点,一开始也没什么大不了,有一天等你回过头去看看,它已经乱到不可收拾...
  • 复合放大器:高精度的高输出驱动能力 要开发的应用似乎不存在解决方案是很正常的,甚至几乎是情理之中的。为了满足应用要求,我们需要想出一种超出市场上现有产品性能的解决方案。例如,应用可能需要具有高速、高电压、高输出驱动能力的放大器,同时还可能要求出色的直流精度、低噪声、低失真等。
  • 贴片薄膜电阻和厚膜电阻有什么区别? 厚膜电阻和薄膜电阻在材料和工艺上的区别直接导致了两种电阻在性能上的差异。
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告