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        關于運算放大器自激震蕩的大雜燴總結

        發布時間:2015-09-25 責任編輯:susan

        【導讀】運算放大器在深度負反饋條件下,很容易產生自激振蕩。為了使放大器能穩定工作,需要外加一定的相位補償網絡,以消除自激振蕩。小編看了很多運放自激震蕩的資料,得到了一些總結如下。
         
        一.運放振蕩兩個條件
         
        1、環路增益大于1(|AF|>1)
         
        2、反饋前后信號的相位差在360度以上,附加相位180以上(由于負反饋接反向端)。
         
         
        A(開環增益) = Xo/Xi
         
        F(反饋系數)=Xf/Xo
         
        二. 運放震蕩判斷方法
         
        常用的是相位裕度,即20lg|AF|=0時,相位偏移是否超過180
         
         
        三. 消除自激的方法
         
        由自激震蕩條件可知,消除震蕩可從兩個方面著手:
         
        (一)減少環路增益(但該方法增加了運放增益誤差)
         
        對運放來說,就是減少反饋系數F,換句話說,F越大,產生自激震蕩的可能性越大。對于電阻反饋網絡,F的最大值是1,F=1的典型電路就是電壓跟隨電路。這就是電壓跟隨運放易震蕩原因(這也是我們常常會看到運放手冊標有單位增益穩定說明的原因,但電壓跟隨的增益誤差較小)。
         
        這也是對于電壓反饋來說,容性負載驅動能力隨閉環增益成比例增加。所以,如果閉環增益為1時,VFA可穩定驅動100pF容性負載,那么閉環增益為10時,便能驅動1000pF容性負載
         
        但由于設計原因,閉環增益的大小通常不是能夠隨便改變的,故該方法適用性不強。
         
        (二 )增大相位裕度
         
        相位補償:
         
        按補償原理分滯后補償、超前補償及滯后一超前補償
         
        滯后補償:凡是使相移滯后的補償即被稱為滯后補償。滯后補償使主極點頻率降低,即放大器頻帶變窄。(類似RC低通濾波)----------曲線②
         
        超前補償:凡是使相移超前的補償即被稱為超前補償,超前補償使幅頻特性曲線出現零點,即放大器頻帶變寬 (類似RC高通濾波)-----曲線③
         
         
        對于負載存在的容性(CL),環路增益在輸出電阻和CL的作用下降低。同時,相位和增益之間不再有比例關系,相位滯后成為決定性因素。
         
        1. 環路外補償--超前補償(適用小容性負載<1500pf或負載阻抗一定 )
         
        在運放的輸出端和負載電容之間串入一個電阻RX,一般而言它的阻值為10-100歐姆。
         




         
        2. 環路內補償--超前補償(適用大容性負載>1500pf或負載阻抗不定 )
         
        Rx在運放反饋環路以內,同時在反饋電阻上并聯一個反饋電容(該電容可消除運放輸入電容及雜散電容形成極點),一般而言:Rx=50~200Ω,Cf約為3~10pF

         



         
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