带感性开环输出阻抗的运算放大器
有些运算放大器在开环输出阻抗中有一个感性区域。这使得闭环输出阻抗变为双感性,让容性负载难以稳定。图8显示了使用一个带感性开环输出阻抗的运放的1-μF电容阻抗(Zc)、闭环输出阻抗(Zout)和等效闭环输出阻抗(Zeq)。再次注意,在约120 kHz处存在峰值,在此处,双感性闭环输出阻抗与容性负载阻抗会相互作用,从而导致不稳定性。
图8:1-μF电容阻抗、闭环输出阻抗和等效闭环输出阻抗
图9显示了运算放大器输出上由Zeq峰值引起的大量过冲。运算放大器的输出在120 kHz左右振荡。
图9:输出上的大量过冲
为了纠正这种不稳定性,可以在反馈环路中添加一个电阻来改变开环输出阻抗,从而消除闭环输出阻抗中的双感性区域。这简化了隔离电阻的计算以稳定运算放大器。图10显示了反馈环路中添加的用于改变开环输出阻抗的电阻。
图10:反馈环路中电阻的原理图
图11显示,通过在反馈环路中添加一个100Ω的电阻,可以消除开环输出阻抗中的大部分感性区域。现在,修改后的闭环输出阻抗在10Hz以上显示为一个2.32 µH电感。
图11:修改后的开环和闭环输出阻抗
由于开环输出阻抗现在大多是阻性的,所以可以采用与使用阻性开环输出阻抗稳定运算放大器相同的方法。添加一个3Ω的隔离电阻可以稳定威廉希尔官方网站
。图12显示了使用100Ω电阻修改开环输出阻抗和3Ω隔离电阻的稳定威廉希尔官方网站
。
图12:带反馈电阻和隔离电阻的稳定威廉希尔官方网站
的原理图
图13显示了通过向威廉希尔官方网站
中添加两个电阻来消除大量过冲和回响。
图13:反馈环路中串联一个电阻并外加一个隔离电阻之后的过冲
稳定一个带感性开环输出阻抗的运放,要比稳定一个带阻性开环输出阻抗的运放复杂得多。与“断开环路”方法相比,使用闭环输出阻抗来稳定运算放大器会增加额外的好处,使您能够判断是否需要修改开环输出阻抗。在反馈环路中添加一个电阻简化了稳定带感性开环输出阻抗的运放的设计过程。
与TI高精度实验室上的运算放大器视频系列中讨论的方法相比,此方法显著降低了稳定运算放大器所需的隔离电阻值。所以下次当你发现很难稳定运算放大器时,可以考虑使用本文讨论的方法,看看在添加隔离电阻之前,是否需要修改开环输出阻抗。
带感性开环输出阻抗的运算放大器
有些运算放大器在开环输出阻抗中有一个感性区域。这使得闭环输出阻抗变为双感性,让容性负载难以稳定。图8显示了使用一个带感性开环输出阻抗的运放的1-μF电容阻抗(Zc)、闭环输出阻抗(Zout)和等效闭环输出阻抗(Zeq)。再次注意,在约120 kHz处存在峰值,在此处,双感性闭环输出阻抗与容性负载阻抗会相互作用,从而导致不稳定性。
图8:1-μF电容阻抗、闭环输出阻抗和等效闭环输出阻抗
图9显示了运算放大器输出上由Zeq峰值引起的大量过冲。运算放大器的输出在120 kHz左右振荡。
图9:输出上的大量过冲
为了纠正这种不稳定性,可以在反馈环路中添加一个电阻来改变开环输出阻抗,从而消除闭环输出阻抗中的双感性区域。这简化了隔离电阻的计算以稳定运算放大器。图10显示了反馈环路中添加的用于改变开环输出阻抗的电阻。
图10:反馈环路中电阻的原理图
图11显示,通过在反馈环路中添加一个100Ω的电阻,可以消除开环输出阻抗中的大部分感性区域。现在,修改后的闭环输出阻抗在10Hz以上显示为一个2.32 µH电感。
图11:修改后的开环和闭环输出阻抗
由于开环输出阻抗现在大多是阻性的,所以可以采用与使用阻性开环输出阻抗稳定运算放大器相同的方法。添加一个3Ω的隔离电阻可以稳定威廉希尔官方网站
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图12:带反馈电阻和隔离电阻的稳定威廉希尔官方网站
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图13:反馈环路中串联一个电阻并外加一个隔离电阻之后的过冲
稳定一个带感性开环输出阻抗的运放,要比稳定一个带阻性开环输出阻抗的运放复杂得多。与“断开环路”方法相比,使用闭环输出阻抗来稳定运算放大器会增加额外的好处,使您能够判断是否需要修改开环输出阻抗。在反馈环路中添加一个电阻简化了稳定带感性开环输出阻抗的运放的设计过程。
与TI高精度实验室上的运算放大器视频系列中讨论的方法相比,此方法显著降低了稳定运算放大器所需的隔离电阻值。所以下次当你发现很难稳定运算放大器时,可以考虑使用本文讨论的方法,看看在添加隔离电阻之前,是否需要修改开环输出阻抗。
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