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如何避免運放負反饋產生的自激振蕩?

璟琰乀 ? 來源:嵌入式ARM ? 作者:嵌入式ARM ? 2020-11-04 15:54 ? 次閱讀

1、選擇合適的增益,選擇合適的增益電阻

對任何一個選定的運放,在它能夠實現的最小增益的基礎上,適當提高閉環增益,可以有效提高系統穩定性。增益電阻盡量選擇小的,以降低CIN-的作用。

2、設計PCB圖時,盡量減小雜散電容,特別是C IN-

電路板設計時一般都會需要進行覆銅操作,覆銅操作的本質目的是增大地線面積,進而減小地線電阻和電感。但是覆銅操作也會帶來兩個問題:第一,它與同層信號線之間就形成了很長很長很長的近距離間隙,也就是很大的電容,如下圖 1 中的 C 1 。第二,它與其他層的信號線形成了層間電容,如圖 1 的C 2 ,這些雜散電容,都會引起系統不穩定。

因此,在電路設計時,注意以下幾點:

運放負輸入端及其連接線的下方,絕對不要覆銅,或者覆銅后實施挖空操作。圖 2 給出了一個PCB布線挖空覆銅的實例;

運放負輸入端、輸出端及其連接線的同層周邊,一定要與覆銅保持足夠大的間距。間距大了,覆銅就會減小;

環路中的電阻,盡量不要使用電位器

3、盡量不要驅動大電容負載,必須驅動大電容負載的,使用裕度大的運放。或者串聯隔直電阻。

有些電路并沒有使用大電容負載,PCB 布線也符合規則。但在使用示波器觀察輸出波形的時候卻發生了振蕩。此時需要注意的是,示波器使用的電纜線,是存在輸入電容的,這些輸入電容可能導致運放振蕩。解決的方法也很簡單,將輸出點串聯一個隔直電阻R ISO,比如50Ω,再連到示波器的電纜線上即可。這樣間接說明第 3 點的解決思路,當運放輸出接大電容負載時,可以在運放輸出端和大電容之間串一個隔直電阻。如圖 3 所示。

注:C IN- 運放負端的雜散電容

RISO 隔直小電阻

部分內容參考:Analog Circuit III, 作者 : Professor Yang

責任編輯:haq

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