如何使用並聯電容來實現運算放大器的頻率補償

2020-12-06 電子發燒友

如何使用並聯電容來實現運算放大器的頻率補償

EEtoday 發表於 2020-11-19 17:56:58

在最近關於運算放大器頻率補償的文章中，我們討論了頻率補償的概念是什麼以及如何評估示例電路的穩定性。我們通過解決極點補償的概念以及如何修改開環增益以允許由單極點主導的輪廓。本文將展示一種實現此目的的方法，稱為並聯電容。並聯電容補償有意地將電容與電路節點的現有電容並聯。

並聯電容器補償

使極點佔主導地位得以種方法是將電容添加到負責最低極點頻率的節點。上一篇文章介紹了下面圖1的兩極運算放大器模型，其中f1是最低極點頻率。

圖1.運算放大器的近似AC模型。

然後使用圖2的PSpice電路生成圖3的曲線。

圖2.用於繪製由R4確定的20dB步進的閉環增益的PSpice電路。

圖3.針對不同反饋量的圖2電路的閉環增益。

這些曲線表明運算放大器需要進行頻率補償，以防止增益達到峰值，特別是在較低的閉環增益時。一旦我們決定在何處定位用於單位增益操作的交叉頻率ƒX，我們通過利用補償增益的增益帶寬積的恆定性或一個a0׃1（new）=1׃X找到ƒ1的新值，從而使

公式1

一個好的起點是施加ƒX=ƒ2，因為它很容易幾何可視化。對於圖2的電路中，得到ƒ1（new）=ƒ2/a0=2.546Hz，在給出Cc=62.51nF情況下，發現所述補償電容的要求Cc（與C1並聯）值為1/［2πR1（C1+Cc^）］=ƒ1（new）。重新運行圖2的電路，但如圖4（下圖）中添加了Cc，得到了圖5的曲線圖。除了單位增益情況外，所有曲線現在都免除峰值，因為每個曲線都具有90°相位裕度。

圖4.用於在並聯電容補償後以20dB步進繪製閉環增益的PSpice電路。


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