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運(yùn)算放大器自激震蕩電路設(shè)計(jì)大總結(jié)

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關(guān)鍵詞: 恒流源,運(yùn)算放大器,自激振蕩

      運(yùn)放振蕩兩個(gè)條件

      1、環(huán)路增益大于1(|AF|大于等于1) 2、反饋前后信號(hào)的相位差在360度以上,附加相位180以上(由于負(fù)反饋接反向端)。

      運(yùn)算放大自激震蕩電路設(shè)計(jì)大總結(jié)

      A(開環(huán)增益) = Xo/Xi F(反饋系數(shù))=Xf/Xo

      2. 運(yùn)放震蕩判斷方法:

      常用的是相位裕度,即20lg|AF|=0時(shí),相位偏移是否超過(guò)180,什么是穿越頻率?

      G(S)*H(S)對(duì)應(yīng)的增益為1(即幅值不變)的頻率即為穿越頻率。換算為dB單位:20log1=0dB。

      運(yùn)算放大自激震蕩電路設(shè)計(jì)大總結(jié)

      3. 消除自激的方法:

      由自激震蕩條件可知,消除震蕩可從兩個(gè)方面著手:

      (一)減少環(huán)路增益(但該方法增加了運(yùn)放增益誤差)

      對(duì)運(yùn)放來(lái)說(shuō),就是減少反饋系數(shù)F,換句話說(shuō),F(xiàn)越大,產(chǎn)生自激震蕩的可能性越大。對(duì)于電阻反饋網(wǎng)絡(luò),F(xiàn)的最大值是1,F(xiàn)=1的典型電路就是電壓跟隨電路。這就是電壓跟隨運(yùn)放易震蕩原因(這也是我們常常會(huì)看到運(yùn)放手冊(cè)標(biāo)有單位增益穩(wěn)定說(shuō)明的原因,但電壓跟隨的增益誤差較小)。這也是對(duì)于電壓反饋來(lái)說(shuō),容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力隨閉環(huán)增益成比例增加。所以,如果閉環(huán)增益為1時(shí),VFA可穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)100pF容性負(fù)載,那么閉環(huán)增益為10時(shí),便能驅(qū)動(dòng)1000pF容性負(fù)載但由于設(shè)計(jì)原因,閉環(huán)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(qiáng)。

      (二 )增大相位裕度

      要求在穿越頻率點(diǎn)上,開環(huán)傳遞函數(shù)G(S)*H(S)的相移應(yīng)該與180°保持足夠的裕量。這個(gè)裕量選取多少比較合適呢?目前在工程應(yīng)用上通常選取45°,即要求傳遞函數(shù)G(S)*H(S)的相移應(yīng)該小于135°

      相位補(bǔ)償:

      按補(bǔ)償原理分滯后補(bǔ)償、超前補(bǔ)償及滯后一超前補(bǔ)償。滯后補(bǔ)償:凡是使相移滯后的補(bǔ)償即被稱為滯后補(bǔ)償。滯后補(bǔ)償使主極點(diǎn)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(bǔ)償:凡是使相移超前的補(bǔ)償即被稱為超前補(bǔ)償,超前補(bǔ)償使幅頻特性曲線出現(xiàn)零點(diǎn),即放大器頻帶變寬  (類似RC高通濾波)-----曲線③

      運(yùn)算放大自激震蕩電路設(shè)計(jì)大總結(jié)

      對(duì)于負(fù)載存在的容性(CL),環(huán)路增益在輸出電阻和CL的作用下降低。同時(shí),相位和增益之間不再有比例關(guān)系,相位滯后成為決定性因素。

      1.  環(huán)路外補(bǔ)償--超前補(bǔ)償(適用小容性負(fù)載1500pf或負(fù)載阻抗一定)在運(yùn)放的輸出端和負(fù)載電容之間串入一個(gè)電阻RX,一般而言它的阻值為10-100($5.1948)歐姆。

      運(yùn)算放大自激震蕩電路設(shè)計(jì)大總結(jié)

      2. 環(huán)路內(nèi)補(bǔ)償--超前補(bǔ)償(適用大容性負(fù)載1500pf或負(fù)載阻抗不定)  Rx在運(yùn)放反饋環(huán)路以內(nèi),同時(shí)在反饋電阻上并聯(lián)一個(gè)反饋電容(該電容可消除運(yùn)放輸入電容及雜散電容形成極點(diǎn)),一般而言:Rx=50~200Ω,Cf約為3~10pF

     

      運(yùn)算放大自激震蕩電路設(shè)計(jì)大總結(jié)

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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