运放自激震荡的大杂烩总结

这几天详细看了下运放自激震荡的资料，网上也查看了相关，作了一点总结如下：

 

1.运放振荡两个条件

   1、环路增益大于1（|AF|>1)

   2、反馈前后信号的相位差在360度以上，附加相位180以上（由于负反馈接反向端）。

A(开环增益) = Xo/Xi            

F(反馈系数)=Xf/Xo

 

2. 运放震荡判断方法：

      常用的是相位裕度，即20lg|AF|=0时，相位偏移是否超过180

     什么是穿越频率？ fc
     G(S)*H(S)对应的增益为1（即幅值不变）的频率即为穿越频率。换算为dB单位：20log1=0dB。

 

 

 

3. 消除自激的方法：

由自激震荡条件可知，消除震荡可从两个方面着手：

 

（一）减少环路增益（但该方法增加了运放增益误差）

        对运放来说，就是减少反馈系数F，换句话说，F越大，产生自激震荡的可能性越大。对于电阻反馈网络，F的最大值是1，F=1的典型电路就是电压跟随电路。这就是电压跟随运放易震荡原因（这也是我们常常会看到运放手册标有单位增益稳定说明的原因，但电压跟随的增益误差较小）。

         这也是对于电压反馈来说，容性负载驱动能力随闭环增益成比例增加。所以，如果闭环增益为1时，VFA可稳定驱动100pF容性负载，那么闭环增益为10时，便能驱动1000pF容性负载

        但由于设计原因，闭环增益的大小通常不是能够随便改变的，故该方法适用性不强。

 

（二 ）增大相位裕度

要求在穿越频率点上，开环传递函数G(S)*H(S)的相移应该与180°保持足够的裕量。这个裕量选取多少比较合适呢？目前在工程应用上通常选取45°，即要求传递函数G(S)*H(S)的相移应该小于135°

相位补偿：

按补偿原理分滞后补偿、超前补偿及滞后一超前补偿

滞后补偿:凡是使相移滞后的补偿即被称为滞后补偿。滞后补偿使主极点频率降低，即放大器频带变窄。（类似RC低通滤波）----------曲线②

超前补偿:凡是使相移超前的补偿即被称为超前补偿，超前补偿使幅频特性曲线出现零点,即放大器频带变宽 （类似RC高通滤波）-----曲线③

对于负载存在的容性(CL)，环路增益在输出电阻和CL的作用下降低。同时，相位和增益之间不再有比例关系，相位滞后成为决定性因素。

1. 环路外补偿--超前补偿（适用小容性负载<1500pf或负载阻抗一定 ）

    在运放的输出端和负载电容之间串入一个电阻RX，一般而言它的阻值为10-100欧姆。

  

     

2. 环路内补偿--超前补偿（适用大容性负载>1500pf或负载阻抗不定 ）

   Rx在运放反馈环路以内，同时在反馈电阻上并联一个反馈电容（该电容可消除运放输入电容及杂散电容形成极点），一般而言：Rx=50～200Ω，Cf约为3～10pF