今天我們來學習一下運放穩定性判據,之前進行了波特圖的講解,再補充一點,第二十集都是對電阻和電容的串并聯的零極點進行分析,而沒有對電感進行分析,是因為一般運放電路中很少使用電感,所以這里不對含電感的電路進行分析,讀者可自行推導。繼續上節的內容,如下圖,為電阻與電容并聯再串聯,同樣的,先從阻抗的角度進行分析,對于直流來說,還是等效為兩個電阻串聯,對于交流來說,具有一個零點和兩個極點,而從反饋的角度進行分析,只有一個極點和零點,相對于阻抗來說,少了一個極點,這是因為反饋是從R1和R2連接的中點引出的。
再來看一下下圖電路,雖然看上起比較亂,但是實際上應用的還是比較多的,R1》R2,C1《C2,這里的C1通常是陶瓷電容一般容量比較小,通過為pF級別,而C2為電解電容,通過為uF級別,但是電解電容通常等效內阻比較大,所以R2的阻值比較小,作為電解電容的內阻,通常幾歐姆。而R1為負載,所以R1的阻值遠大于R2。這里兩個極點一個零點,R1(C1+C2)為低頻極點,R2C2為零點,R2(C1//C2)為高頻極點,所以其波特圖為先直流增益不變,之后經過低頻極點,以-20dB每十倍頻下降,之后經過零點,保持增益不變,最后經過高頻極點,增益繼續以-20dB每十倍頻下降。
這樣,我們再來看一下穩定性判據,之前也提到過,相位裕度和增益裕度,下面這幅圖展示的更清楚一些,對于開環來說,相位裕度為0dB時對應的相角加180,也就是圖中的φm,一般來說,45度-60度之間的相位裕度是比較合適的,如果相位裕度比較小則容易不穩定,相位裕度等于0度時就會發生振蕩,隨著相位裕度的增加,系統有過沖的對輸入進行響應,如果相位裕度比較大,系統沒有過沖指數性的上升到指定值,系統響應比較慢,增益裕度就是相角為-180度時的增益,一般小于0dB,也就是圖中的GM。
穩定性判據,當環路增益為1時的相位裕度大于0,對于設計好的運放電路的穩定性要看環路增益的相位裕度,當環路增益為1時,也就是運放的開環增益為1/B時,比如對于同相放大器來說,系統增益為(1+(R2/R1))倍,所以這時需要看運放開環增益為(1+(R2/R1))時對應的相角。當運放接成跟隨器的時候,它的增益就是0dB,相對于其他放大倍數來說,而所對應的相角裕度也是最小的,但是它-3dB頻率比較大,所以在增大-3dB頻率的同時,使得相角裕度變小,所以還是印證了那句話,對于模電來說,沒有最好的,只有最適合的。同樣的,當運放開環的相位裕度和增益裕度滿足要求時,也就是0dB時的相位大于-180度,當然閉環時構建其他放大倍數的運放電路時,肯定也滿足相位裕度。
-
振蕩器
+關注
關注
28文章
3857瀏覽量
139448 -
運算放大器
+關注
關注
215文章
4974瀏覽量
173696
原文標題:運放提高筆記第21集-運放穩定性判據
文章出處:【微信號:yingjiansanrenxing,微信公眾號:硬件三人行】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
相關推薦
運算放大器的環路穩定性
![<b class='flag-5'>運算放大器</b>的環路<b class='flag-5'>穩定性</b>](https://file.elecfans.com/web2/M00/A3/26/poYBAGRVx0KAKnO3AAAu7VitNGQ867.png)
評論