在直流~低频电路(数百kHz以下)中,在使用通用的OP放大器用最佳常数设计的增幅电路中,其频率特性上不会产生峰值。但将如图1所示的高速、宽频带OP放大器使用于缓冲、线路激励器等的低增益设定的场合时,其高频特性上时常会有峰值。 图1 使用宽带OP放大器AD818AN的电压增益2倍的放大器 图1是使用视频频带用OP放大器AD818AN,电压增益2倍的例子,在频率特性的高频域产生峰值(在方波响应上产生过冲击、阻尼振荡)的原因,是由于宽带OP放大器的相位容限少,存在输人电容、配线等引起的杂散电容。 在此电路中,如果用虚线表示的电容Ci(OP放大器自身的输入电容、配线等引起的杂散电 在模拟电子技术中,OP(运算)放大器广泛应用于各种信号处理电路,包括电压放大、滤波、缓冲等。然而,当使用高速、宽带的OP放大器,如AD818AN,在高频或高增益应用中,可能会遇到频率响应出现峰值的问题。这主要发生在低增益设置的电路中,例如作为缓冲器或线路激励器。 标题和描述中提到的现象,主要是由于宽带OP放大器的相位容限较小,以及电路中输入电容和配线等引起的杂散电容。相位容限是指OP放大器在保持稳定工作状态下能够承受的最大输入信号相位变化。在高频下,由于这些因素,相位滞后会加剧,可能导致系统不稳定,表现为输出的过冲或阻尼振荡。 以图1为例,展示了使用AD818AN这种视频频带OP放大器构建的电压增益为2倍的放大器。在这个配置中,高频域的增益峰值可能是由于OP放大器自身的输入电容(Ci)和电路中的杂散电容共同作用的结果。这些电容会影响电压反馈电路的频率响应,使得分压比随频率变化而变得不平坦,导致高频增益上升。 图2进一步揭示了这个问题。当终端电压增益设为1倍(0dB)时,峰值量与OP放大器的电源电压有关。随着电源电压的减小,峰值现象有所改善。最平坦的曲线出现在Vcc=±5V时,此时通过在反馈电阻RF上并联峰值补偿电容CF,可以有效地平坦化频率响应,提升系统的3dB带域幅度,达到约60MHz。 解决此类问题的方法通常包括采用适当的补偿技术,例如并联补偿电容CF,来调整系统的相位裕度,确保在高频下依然保持稳定。此外,优化布线,减少杂散电容,以及选择具有更优相位特性的OP放大器也可以帮助改善高频响应。 理解和解决OP放大器在高速、宽带应用中的高频峰值问题,需要深入理解相位和增益的交互影响,以及如何通过电路设计和补偿策略来控制这些影响。在实际设计中,这可能涉及到对反馈网络的仔细分析,以及对OP放大器参数的精确计算和调整。
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