運算放大器會發生振蕩的原因是什麼

2020-11-29 電子發燒友

運算放大器會發生振蕩的原因是什麼

衡麗電子 發表於 2020-11-19 16:19:35

反饋為電路的穩定性帶來了諸多好處，如減小非線性失真的影響，降低對外界幹擾的增益靈敏度，然而反饋的引入也帶來了相應的問題：可能出現振蕩。一般而言，放大器檢測到一個輸入誤差，試圖降低它的值，將其響應通過反饋網絡送回輸入端，然後對輸入誤差進行矯正，理想情況下，反饋迴路表現為無延遲的阻尼響應。然而實際情況下，放大器做出響應並將其響應通過反饋網絡到輸入端需要一定的時間，當有反饋延遲時，情況就會變得比較糟糕，由於在環路中有延遲，放大器無法立即檢測到其達到最終閾值的進程，進而傾向於對輸入誤差進行過矯正。

並且延時越高，反相輸入接收到輸出端反饋回來電壓已經正常的信息需要更長的時間，因此反饋最初矯正的斜率越大，並且導致在最終建立時間前需要諸多連續的極性糾正。如果是少量的延遲，您可能只是看到了一些過衝和振鈴，而如果是大量的延遲，那麼這些極性糾正就會永無休止，進而形成振蕩。

延遲的根源通常是一個簡單的低通R-C網絡。就所有頻率而言，這雖然不是一個恆定的延遲，但是該網絡從0°到90°的逐漸相移會產生一個一階逼近的時延，最常見的有兩種情況，R-C網絡不經意間就會在我們的電路中形成。第一種情況是容性負載（請參見圖3）。電阻就是運算放大器的開環輸出電阻，當然電容器就是負載電容了。

第二種情況是反饋電阻和運算放大器的輸入電容形成了R-C網絡。如圖4所示在這個敏感的電路節點電路板連接也是電容的重要因素。請注意這兩個電路具有相同的反饋環路，唯一不同的是輸出的節點不同。從環路穩定性的角度來說，他們會產生同樣的問題。延遲反饋的這兩個因素通常都會起作用——如果兩個因素同時作用的話會帶來更大的麻煩。

對於第二種情況需要作一點點解釋：就簡單的G=1緩衝器而言通常不需要反饋電阻，因此更為常見的一種情況是如圖5所示，在使用了一個反饋電阻和電阻接地的增益結構中。


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