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为什么运算放大器会发生振荡——两种常见原因浅析

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为什么运算放大器会发生振荡——两种常见原因浅析


为什么运算放大器会发生振荡——两种常见原因浅析
作者:Bruce Trump,德州仪器 (TI)
虽然 Bode
图是一种很不错的分析工具,但是您可能还没有发现,该图太过直观了。就运算放大器
不稳定和振荡而言,Bode 图这是对常见原因的一种直观表述。
在反馈信号到达反相输入端时就会发生如图 1
中所示的完美的无延迟阻尼响应。运算放大器通过斜坡至最终阈值,并在反馈信号检测
到在适当输出电压时的闭合缓缓下降来进行响应。
当反馈信号延迟的时候,问题就会进一步恶化。由于在环路中有延迟,放大器无法立即
检测到其达到最终阈值的进程,进而以过快地向正常输出电压移动的形式表现为过响应
。请注意延迟反馈越多最初斜率也就越快。反相输入无法及时接收到其已经达到并传递
出正常输出电压的反馈。其将过冲目标并在最终建立时间前需要诸多连续的极性纠正。

如果是少量的延迟,您可能只会看到了一些过冲和振铃。如果是大量的延迟,那么这些
极性纠正就会永无休止——进而形成振荡器。
[pic]
延迟的根源通常是一个简单的低通 R-C
网络。就所有频率而言,这虽然不是一个恒定的延迟,但是该网络从 0° 到 90°
的逐渐相移会产生一个一阶逼近的时延,td=RC。
最常见的有两种情况,R-C
网络不经意间就会在我们的电路中形成。第一种情况是容性负载(请参见图
2a)。电阻就是运算放大器的开环输出电阻,当然电容器就是负载电容了。
[pic]
第二种情况是(请参见图2b)反馈电阻和运算放大器的输入电容形成了 ……
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