电容性负载稳定性问题的探究和解决方案

鉴于反馈通路中相移(或者称作延迟)引起的诸多问题,我们一直在追求     运算放大器   的稳定性。通过上周的讨论我们知道,     电容   性负载稳定性是一个棘手的问题。

“麻烦制造者”运算     放大器   开环输出     电阻   (Ro),实际并非运算放大器内部的一个     电阻器   。它是一个依赖于运算放大器内部     电路   的等效电阻。如果不改变运算放大器,也就不可能改变这种电阻。CL为负载电容。如果您想驱动某个 CL,您就会受困于 Ro 和 CL形成的极点频率。G=1 时 20MHz 运算放大器的反馈环路内部 1.8MHz 极点频率便会带来问题。请查看图 1。

 电容性负载稳定性问题的探究和解决方案_设计制作_MEMS/传感技术

对于这个问题,有一种常见解决方案—调慢放大器响应速度。想想看,环路具有固定的延迟,其来自 Ro 和 CL。为了适应这种延迟,放大器必须更慢地响应,这样它才不至于超过去,错过希望获得的终值。

减速的一种好办法是,将运算放大器放置在更高的增益中。高增益降低了闭环放大器的带宽。图 2 显示了驱动相同 1nF 负载但增益为 10 的OPA320,其小步进值的响应性能得到极大提高,但仍然很小。将增益增加到 25 甚至更大,似乎相当好。

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但是另一个问题出现了。图 3 增益仍为 10,但增加了 Cc,其将速度又降低了 1 位。Cc 过小时,响应看起来更像图 2。Cc 过大时,可能出现问题,其看起来更像图 1。

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恰到好处地补偿,可解决“靠近速率”问题——波特图分析。

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