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振荡偶尔的确会伴随着运算放大器


2014-12-5    点击次数:1128

 

  振荡是你在和运算放大器打交道时所能够遇到的最讨厌的问题。正如你可以利用任何一个增益模块搭建一个振荡器一样,你必须承认任何一个增益模块也能够违背你的意愿而自行振荡起来。运算放大器也不例外。所幸的是,大多数当今的运算放大器性能良好,你只需要采取以下的四个基本的预防措施即可避免振荡。首先,总要在每个电源和运算放大器附近使用一些电源旁路电容。对于高频运算放大器,为了获得最好的效果,旁路电容必须非常靠近它。在高频设计中,你常常需要瓷片电容和钽电容作为旁路电容。旁路电容的使用不仅仅基于经验法则,更要依赖于良好的工程方法及优化方法。


   其次,避免不必要的容性负载;它们会导致运算放大器产生附加相移,从而使得运算放大器电路产生振荡。这种现象在你使用示波器的1×档探针或者利用同轴电缆(或其他屏蔽线)将运算放大器的输出传送给另外一个电路时变得尤其明显。这种连接方式会在输出端增加很大的电容。除非你能够证明运算放大器在驱动那些负载时仍然能够保持稳定,否则你最好再添加一些稳定电路。用方波或者脉冲冲击运算放大器来检查它是否振荡并不是十分麻烦。你应当通过运算放大器的正相和反相输出电压来检查运算放大器的响应,因为许多具有PNP跟随器输出的运算放大器在Vout为负,即输出为灌电流的时候会相对更不稳定。请参考前一页的“Pease法则”。


   我曾经看到过当运算放大器输出为阻性时,预测容性负载影响的长篇分析。但是在我看来这纯属浪费时间:运算放大器的输出阻抗常常不是纯阻性的。而且如果阻抗在音频范围内很低,那么它常常如电感一样在高频时会有所增长。相反,有些运算放大器(例如NSC LM6361)在低频时具有较高的输出阻抗,而在高频时有所降低—这正是容性输出的特点—因此当你在输出端并联更多的电容时,运算放大器仅仅会慢一些,而其相位不会有明显变化。但是如果一个运算放大器在驱动一个间接的低阻抗负载,而其阻抗又和电缆相同,则电缆端将在所有频率下恒为阻性,从而将不存在容性负载的问题(但是你必须仍然能够驱动那个75Ω的低阻抗负载)。

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