運放自激震盪的大雜燴總結

這幾天詳細看了下運放自激震盪的資料，網上也查看了相關，做了一點總結以下：

 

1.運放振盪兩個條件

   一、環路增益大於1（|AF|>1)

   二、反饋先後信號的相位差在360度以上，附加相位180以上（因爲負反饋接反向端）。

A(開環增益) = Xo/Xi            

F(反饋係數)=Xf/Xo

 

2. 運放震盪判斷方法：

      經常使用的是相位裕度，即20lg|AF|=0時，相位偏移是否超過180

     什麼是穿越頻率？ fc
     G(S)*H(S)對應的增益爲1（即幅值不變）的頻率即爲穿越頻率。換算爲dB單位：20log1=0dB。

 

 

 

3. 消除自激的方法：

由自激震盪條件可知，消除震盪可從兩個方面着手：

 

（一）減小環路增益（但該方法增長了運放增益偏差）

        對運放來講，就是減小反饋係數F，換句話說，F越大，產生自激震盪的可能性越大。對於電阻反饋網絡，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盪緣由（這也是咱們經常會看到運放手冊標有單位增益穩定說明的緣由，但電壓跟隨的增益偏差較小）。

         這也是對於電壓反饋來講，容性負載驅動能力隨閉環增益成比例增長。因此，若是閉環增益爲1時，VFA可穩定驅動100pF容性負載，那麼閉環增益爲10時，便能驅動1000pF容性負載

        但因爲設計緣由，閉環增益的大小一般不是可以隨便改變的，故該方法適用性不強。

 

（二 ）增大相位裕度

要求在穿越頻率點上，開環傳遞函數G(S)*H(S)的相移應該與180°保持足夠的裕量。這個裕量選取多少比較合適呢？目前在工程應用上一般選取45°，即要求傳遞函數G(S)*H(S)的相移應該小於135°

相位補償：

按補償原理分滯後補償、超前補償及滯後一超前補償

滯後補償:凡是使相移滯後的補償即被稱爲滯後補償。滯後補償使主極點頻率下降，即放大器頻帶變窄。（相似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爲超前補償，超前補償使幅頻特性曲線出現零點,即放大器頻帶變寬 （相似RC高通濾波）-----曲線③

對於負載存在的容性(CL)，環路增益在輸出電阻和CL的做用降低低。同時，相位和增益之間再也不有比例關係，相位滯後成爲決定性因素。

1. 環路外補償--超前補償（適用小容性負載<1500pf或負載阻抗必定 ）

    在運放的輸出端和負載電容之間串入一個電阻RX，通常而言它的阻值爲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在運放反饋環路之內，同時在反饋電阻上並聯一個反饋電容（該電容可消除運放輸入電容及雜散電容造成極點），通常而言：Rx=50～200Ω，Cf約爲3～10pF