如何避免運放負(fù)反饋產(chǎn)生的自激振蕩？

時間：2020-11-02 10:40:43

關(guān)鍵字： PCB 電路板

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[導(dǎo)讀]對任何一個選定的運放，在它能夠?qū)崿F(xiàn)的最小增益的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高閉環(huán)增益，可以有效提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。增益電阻盡量選擇小的，以降低CIN-的作用。

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?qū)崿F(xiàn)的最小增益的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高閉環(huán)增益，可以有效提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。增益電阻盡量選擇小的，以降低CIN-的作用。

2、設(shè)計PCB圖時，盡量減小雜散電容，特別是C IN-

電路板設(shè)計時一般都會需要進行覆銅操作，覆銅操作的本質(zhì)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(tǒng)不穩(wěn)定。

圖 1

因此，在電路設(shè)計時，注意以下幾點：

運放負(fù)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(fù)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??；
環(huán)路中的電阻，盡量不要使用電位器。

圖 2

3、盡量不要驅(qū)動大電容負(fù)載，必須驅(qū)動大電容負(fù)載的，使用裕度大的運放?；蛘叽?lián)隔直電阻。

圖 3

有些電路并沒有使用大電容負(fù)載，PCB 布線也符合規(guī)則。但在使用示波器觀察輸出波形的時候卻發(fā)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(dǎo)致運放振蕩。解決的方法也很簡單，將輸出點串聯(lián)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(dāng)運放輸出接大電容負(fù)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(fù)端的雜散電容

? ? ? ?RISO? ?隔直小電阻

部分內(nèi)容參考：Analog Circuit III, 作者： Professor Yang