運(yùn)算放大器或者說運(yùn)放常被看做是模擬電路設(shè)計(jì)中的“老黃�！薄Ｔ缭谀M電腦的年代，運(yùn)放就長別用于模擬電壓的數(shù)學(xué)運(yùn)算，也因此得名運(yùn)算放大器。如今運(yùn)放主要多用于電壓比較，差異化，積分和求和等。況且，運(yùn)放電路加以調(diào)整后可以實(shí)現(xiàn)許多不同功能，但它仍有少量限制，會(huì)為你的設(shè)計(jì)帶來麻煩。
最主要的挑戰(zhàn)就是在大帶寬應(yīng)用中提高運(yùn)放的穩(wěn)定性。解決方法就是在頻率響應(yīng)上補(bǔ)償運(yùn)放，在運(yùn)放兩端加入一個(gè)頻率補(bǔ)償電路。運(yùn)放的穩(wěn)定性取決于不同的參數(shù)。本文就教大家理解頻率補(bǔ)償在設(shè)計(jì)中的重要性。
運(yùn)放的簡單基礎(chǔ)
在我們直接接觸高級(jí)運(yùn)放應(yīng)用并了解如何使用頻率補(bǔ)償穩(wěn)定運(yùn)放之前，我們先來了解一下運(yùn)放的基礎(chǔ)。
運(yùn)放可以被配置為開環(huán)和閉環(huán)。在開環(huán)中，是沒有反饋電路的。但在閉環(huán)中，放大器需要反饋才可以正常運(yùn)作。運(yùn)放可以加入負(fù)反饋或者正反饋。如果反饋網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)放的正引腳上，就被成為正反饋。反之，接在負(fù)引腳上則稱為負(fù)反饋。
運(yùn)放中為何需要頻率補(bǔ)償
我們來看下面的放大器電路。這是一個(gè)簡單的負(fù)反饋同相運(yùn)放電路。這種配置方式為單位增益跟隨器。
以上電路在電子設(shè)備中很常見。大家都知道，放大器的輸入阻抗非常高，并可以輸出合理量的電流。因此運(yùn)放可以用低電平信號(hào)來驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生較高電流。
但驅(qū)動(dòng)負(fù)載的最大運(yùn)放安全輸出電流是多少呢？以上的電路用來驅(qū)動(dòng)純電阻負(fù)載已經(jīng)足夠，但如果我們?cè)谳敵龆私尤胍粋�(gè)感性負(fù)載，運(yùn)放就會(huì)變得不穩(wěn)定，根據(jù)負(fù)載的電感量，最糟的情況下，運(yùn)放甚至?xí)a(chǎn)生振蕩。
我們來探究為何感性負(fù)載連接到輸出時(shí)運(yùn)放會(huì)變得不穩(wěn)定。以上電路可以以一個(gè)簡單公式表示：
Acl=A/ 1+Aβ
Acl是閉環(huán)增益。A是開環(huán)增益。β是反饋系數(shù)。這意味著輸出將回到運(yùn)放的輸入端。因?yàn)榉糯笃鳛閱挝辉鲆娣糯笃�，所以反饋系�?shù)為1，因此所有的輸出都完整回到輸入。
至于Aβ的解釋，我們畫一個(gè)負(fù)反饋放大器來從不同角度解釋。
以上圖片是該等式和負(fù)反饋放大器電路的圖片展現(xiàn)形式。這和傳統(tǒng)的負(fù)反饋電路相同。他們都是AC輸入至正引腳，而反饋都在負(fù)引腳。其中的圓圈是相加點(diǎn)，它有著兩個(gè)輸入，一是輸入信號(hào)，而是反饋電路來的輸入。 |
