設(shè)計(jì)高穩(wěn)定性運(yùn)算放大器電路秘籍

 在模擬電子的設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)使用到運(yùn)算放大器，其中的負(fù)反饋更是家常便飯：負(fù)反饋可以抑制增益不穩(wěn)定，減小元器件引入的非線性誤差，減小溫漂、阻抗變換和擴(kuò)展頻帶等作用。然而，盡管負(fù)反饋的使用會(huì)使設(shè)計(jì)的電路在一定程度更加穩(wěn)定，但是，如果沒(méi)有注意設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也會(huì)出現(xiàn)使電路變的不穩(wěn)定的情況。下面介紹設(shè)計(jì)高穩(wěn)定行運(yùn)算放大器電路的關(guān)鍵技術(shù)：

一、接地技術(shù)

在進(jìn)行運(yùn)算放大線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)有兩個(gè)地線：信號(hào)地和電源地。在這兩個(gè)地線的處理過(guò)程中，有很多的方法，但仍需要注意：信號(hào)地連接主要的電路部分，如：信號(hào)放大電路，反饋網(wǎng)絡(luò)等;電源地是常見(jiàn)的，在電路設(shè)計(jì)中，該線主要為各個(gè)元器件地線的回路，這樣可以減小干擾，保證運(yùn)算放大器的穩(wěn)定!

二、電源濾波

為防止電源電流的變化引起運(yùn)放輸入端的簡(jiǎn)介反饋通路，這時(shí)需要對(duì)電源進(jìn)行濾波，為打破該反饋通路，推薦使用0.01uf-0.1uf的電容對(duì)電源進(jìn)行旁路，最好采用低ESR和低ESL的貼片式的陶瓷電容。在電路布局中必須是引線長(zhǎng)度盡量短，此時(shí)的反饋網(wǎng)絡(luò)元件的位置也要靠近反向輸入管腳，以便使雜散電容最小，確保運(yùn)算放大器電路的高穩(wěn)定性。

三、電路的極零點(diǎn)分析

在運(yùn)算放大電路設(shè)計(jì)中，我們常用的設(shè)計(jì)方案有放大、濾波、比較器和施密特觸發(fā)器等等。但是，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中，需要把持運(yùn)算放大器穩(wěn)定的精髓：傳遞函數(shù)。

通過(guò)列出運(yùn)算放大器的傳遞函數(shù)，可以從中得到運(yùn)算放大器的極點(diǎn)和零點(diǎn)，這對(duì)保持運(yùn)算放大器的穩(wěn)定有著重要的作用：極點(diǎn)減小了幅值(有利于穩(wěn)定)，也減少了相位裕度(不利于穩(wěn)定);零點(diǎn)則增大了幅值(不利于穩(wěn)定)，但增大了相位裕度(利于穩(wěn)定);在復(fù)平面的右半平面的零點(diǎn)，既增大了幅值，又減少了相位裕度。

在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中，只要能找到運(yùn)算放大器的主副極點(diǎn)，工作算是完成了一大半，剩余的部分就是針對(duì)不同的模型采用不同的補(bǔ)償方法來(lái)消除相應(yīng)的零點(diǎn)和極點(diǎn)，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定：

常用的穩(wěn)定運(yùn)算放大電路方法：

1、在輸入端正負(fù)輸入端增加串聯(lián)電阻，降低環(huán)路增益，達(dá)到系統(tǒng)的穩(wěn)定;

2、在運(yùn)放的輸入端有時(shí)會(huì)有高直流噪聲增益，這時(shí)需要正負(fù)輸入端串聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)來(lái)穩(wěn)定系統(tǒng);

3、在反饋回路中增加一個(gè)電容，引起相位超前補(bǔ)償達(dá)到穩(wěn)定的效果。

運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)是一個(gè)小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，只有將該部分達(dá)到穩(wěn)定，才能使整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到穩(wěn)定。