文档解析
本文是关于运算放大器(Op-Amp)稳定性分析的系列文章,由德州仪器(TI)的Tim Green撰写。文章深入探讨了确保运算放大器在闭环应用中稳定性的多种技巧和经验方法。首先,文章强调了环路稳定性标准,即在环路增益降至零的频率(fcl)处,相移必须小于180度,并推荐设计中在环路增益带宽内获得至少135度的相移,以提供45度的相位余量。这种设计考虑了实际电路中的寄生效应和瞬态响应。
文章接着介绍了极点和零点转换技术,利用运放的开环增益(Aol)曲线和反馈因子(1/β)曲线来分析环路增益稳定性。通过这一技术,可以确定环路增益曲线中的极点和零点,进而调整反馈网络以优化稳定性。
文章还详细讨论了“十倍频程准则”,这是一种用于确定环路增益、1/β和Aolβ曲线中极点和零点分布的经验法则。该准则有助于设计者避免在相邻频段内引入额外的相移,确保环路增益在关键频率处保持稳定。
此外,文中还探讨了运放输入网络(ZI)和反馈网络(ZF)的幅度“十倍频程准则”,以及如何使用叠加原理分析多反馈路径电路。特别指出了在双反馈路径中应避免的“BIG NOT”现象,这可能导致闭环响应中的增益尖峰和不稳定。
最后,文章提供了实际稳定性测试方法,包括使用Tina SPICE软件进行环路增益和相位分析,以及VOUT/VIN传输函数的瞬态稳定性测试。通过这些方法,设计者可以验证运算放大器电路的稳定性,并确保它们在实际应用中的可靠性。整个系列文章为工程师提供了一套全面的分析和设计工具,以实现稳定且性能优异的运算放大器电路设计。
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