深入了解運放電路：運放電路閉環(huán)穩(wěn)定性參數(shù)解讀

時間：2024-07-18 18:55:29

關(guān)鍵字：運放電路穩(wěn)定性

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[導(dǎo)讀]今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)磉\放電路的有關(guān)報道，通過閱讀這篇文章，大家可以對運放電路具備清晰的認(rèn)識，主要內(nèi)容如下。

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)?a href="/tags/運放電路" target="_blank">運放電路的有關(guān)報道，通過閱讀這篇文章，大家可以對運放電路具備清晰的認(rèn)識，主要內(nèi)容如下。

一、運放電路

由運算放大器組成的電路，簡稱為運放電路。這些電路可以說是五花八門，是我們學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù) 的一個重要內(nèi)容，更是一個電子工程師必須掌握的電路之一。比如同相加法電路：

基本的電路模型及分析如下，它是從比例電路延申而來，在負(fù)反饋條件下，同一輸入端增加若干支路實現(xiàn)加法，加法電路也用于多通道的運放實現(xiàn)調(diào)零。

當(dāng)在R1=R2=R3=Rf條件下，電路則實現(xiàn)Uo=U1+U2。實際應(yīng)用中比如STM32芯片內(nèi)部的AD不能采集負(fù)壓，就可以用加法運算實現(xiàn)輸入信號的抬高。

二、運放電路閉環(huán)穩(wěn)定性參數(shù)解讀

很多時候運放電路的閉環(huán)穩(wěn)定性問題被我們忽視的一干二凈，感覺一個小小的運放電路哪來這么復(fù)雜的問題，而且自己設(shè)計出來的電路都能很穩(wěn)定的工作呀。導(dǎo)致這種錯覺原因往往是因為所設(shè)計的運放電路比較簡單如簡單的同向比例，反向比例等。然而運放電路大都工作在負(fù)反饋狀態(tài)下，其實際是一個完整的負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)，因此同樣存在環(huán)路穩(wěn)定性問題，因此非常有必要對其進(jìn)行環(huán)路穩(wěn)定性分析。

首先給出運放開環(huán)增益Aol和閉環(huán)增益Acl，反饋系數(shù)的關(guān)系，開環(huán)增益Aol是由放大器本身決定的，因此當(dāng)Aol確定后環(huán)路增益僅由閉環(huán)增益決定。

上述關(guān)系還可由圖1的Bode圖給出，即環(huán)路增益Aloop由開環(huán)增益Aol減去閉環(huán)增益Acl所得。若環(huán)路增益Aloop以20dB/dec穿過0dB線則說明運放電路環(huán)路穩(wěn)定，若以40dB/dec或者大于該值穿過0dB線則說明運放電路環(huán)路不穩(wěn)定。

圖1 增益關(guān)系Bode圖

下面以圖2所示同相比例放大電路為例對環(huán)路穩(wěn)定性分析做一下介紹。

圖2 運放AC分析電路

圖2A為同向比例放大電路，其AC分析的電路圖如圖2B所示。其中開環(huán)增益，閉環(huán)增益，環(huán)路增益分別為

若對圖2A進(jìn)行AC分析，需要將2A電路修改為圖2B電路進(jìn)行仿真，仿真運放使用ADI的LT1797，電阻R1=R2=1k，環(huán)路增益波形如圖3所示。其中實線為幅頻特性，虛線為相頻特性。運放電路穩(wěn)定的判斷標(biāo)準(zhǔn)是幅頻特性以20dB/dec穿過0dB線，由此可知圖2所示運放電路閉環(huán)是穩(wěn)定的。