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如何解决运放振荡问题

发布时间:2020-07-01 02:11:05 阅读: 来源:电缆桥架厂家

对于工程师来说,电流源是个不可或缺的仪器,也有很多人想做一个合用的电流源,而应用开源套件,就只是用一整套的PCB,元件,程序等成套产品,参与者只需要将套件的东西焊接好,调试一下就可以了,这里面的技术含量能有多高,而我们能从中学到的技术又能有多少呢?本文只是从讲述原理出发,指导大家做个人人能掌控的电流源。本文主要就是设计到模拟部分的内容,而基本不涉及单片机,希望朋友能够从中学到点知识。

本文引用地址:加速补偿——校正Aopen

校正Aopen是补偿的最佳方法,简单的Aopen补偿会起到1/F补偿难以达到的效果,但并非解决一切问题。

如果振荡由于po位于0dB线之上造成,可想到的第一办法是去掉po。

去掉极点作用的基本方法是引入零点。

引入零点的最佳位置为Ro,Ro上并联电容Cs可为MOSFET输入端引入一个零点zo。

但Ro是运放内部电阻,无法操作,因此在Ro后添加一只电阻Rs,并将Cs与Rs并联。

如果Rs》Ro,则可基本忽略Ro的作用。

增加Rs和Cs后,会使MOSFET输入端的极点po和零点zo频率分别为:

po=1/2pi(Cs+Cgs)Rs,zo=1/2piCsRs。

如果Cs》Cgs,则原有的极点po=1/2piRoCs由高频段移至低频段,频率由Cs、Cgs和Rs决定,而非Cgs和Ro决定,新引入的零点zo也在低频段并与po基本重合,两者频率差由Cgs与Cs的比例决定,因而很小。

通常Rs=2k-5kOhm,Cs=0.01-0.1uF。

Rs和Cs将原有极点po移至低频段并通过zo去除。像极了chopper运放里通过采样将1/f噪声量化到高频段后滤除。很多不沾边的方法思路都是相通的。

由瞬态方法分析,Cs两端电压不可突变,因此运放输出电压的变化会迅速反应到栅极,即Cs使为Cgs充电的电流相位超前pi/2。因此Cs起到加速电容作用,其补偿称为加速补偿或超前补偿。

很多类似电路里在Rs//Cs之后会串联一只小电阻,约100 Ohm,再稍适调整零点和极点位置,此处不必再加,那个忽略的Ro很合适。

看个范例,Agilent 36xx系列的MOSFET输入级处理,由于PNP内阻很小,至少比运放低得多,因此后面有一只R42=100 Ohm。

在此之前,如果看到C49和R39,恐怕很多坛友会很难理解其作用,然而这也正是体现模拟电路设计水平之处。有人感叹36xx系列电路的复杂,然而内行看门道,其实真正吃功夫的地方恰在几只便宜的0805电阻和电容上,而非那些一眼即可看出的LM399、AD712之类的昂贵元件。

后面两节里还会出现几只类似的元件,合计成本0.20元之内。

本次增加成本:

3.9k Ohm电阻 1只 单价0.01元,合计0.01元

0.1uF/50V电容 1只 单价0.03元,合计0.03元

合计0.04元

合计成本:9.46元

潜在的振荡:运放的高频主极点pH

通过加速补偿,由Cgs造成的极点作用基本消除。

然而,0dB线附近还有一个极点——运放的高频主极点pH。

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