運算放大自激震蕩電路設計大總結

　　運放振蕩兩個(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(kāi)環(huán)增益） = Xo/Xi F（反饋系數）=Xf/Xo

　　2. 運放震蕩判斷方法：

　　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）對應的增益為1（即幅值不變）的頻率即為穿越頻率。換算為dB單位：20log1=0dB。

　　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(zhù)手：

　?。ㄒ唬p少環(huán)路增益（但該方法增加了運放增益誤差）

　　對運放來(lái)說(shuō)，就是減少反饋系數F，換句話(huà)說(shuō)，F越大，產(chǎn)生自激震蕩的可能性越大。對于電阻反饋網(wǎng)絡(luò )，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(huì )看到運放手冊標有單位增益穩定說(shuō)明的原因，但電壓跟隨的增益誤差較?。?。這也是對于電壓反饋來(lái)說(shuō)，容性負載驅動(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可穩定驅動(dòng)100pF容性負載，那么閉環(huán)增益為10時(shí)，便能驅動(dòng)1000pF容性負載但由于設計原因，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。

　　（二 ）增大相位裕度

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

　　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(chēng)為滯后補償。滯后補償使主極點(diǎn)頻率降低，即放大器頻帶變窄。（類(lèi)似RC低通濾波）----------曲線(xiàn)②。超前補償：凡是使相移超前的補償即被稱(chēng)為超前補償，超前補償使幅頻特性曲線(xiàn)出現零點(diǎn)，即放大器頻帶變寬 （類(lèi)似RC高通濾波）-----曲線(xiàn)③

　　對于負載存在的容性（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(gè)電阻RX，一般而言它的阻值為10-100歐姆。

　　2. 環(huán)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(huán)路以?xún)?，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