为什么运算放大器会发生振荡――两种常见原因浅析
运算放大电路振铃产生的原因及解决方法
运算放大电路振铃产生的原因及解决方法嘿,咱今儿就来唠唠运算放大电路振铃这档子事儿!你说这运算放大电路啊,有时候就跟那调皮的小孩似的,会弄出振铃来。
那这振铃到底咋来的呢?其实啊,就好比一辆车在路上跑,路要是不平整,它不就颠得厉害嘛。
这运算放大电路里的信号传输,要是遇到了不合适的阻抗啦、不恰当的反馈啦,就像车遇到了坑坑洼洼的路,可不就振铃啦!比如说,布线不合理,这就好比路修得歪七扭八的,信号能顺畅跑吗?当然不能呀,于是振铃就出现啦。
那咋解决这麻烦事儿呢?这可得有点招儿。
首先呢,咱得把那“路”给修修平整咯,也就是把布线弄好,让信号能顺顺当当跑。
然后呢,调整好反馈网络,这就跟给车调个好的悬挂似的,让它稳稳当当的。
还有啊,咱得注意元器件的选择,就像给车选好的轮胎,质量得过硬呀!要是元器件质量不行,那不是更容易出问题嘛。
再打个比方,这运算放大电路就像一个乐团,每个元器件就是乐团里的乐手,要是有个乐手不靠谱,那整首曲子不就乱套啦?所以呀,每个环节咱都得重视起来。
咱还可以给电路加上一些滤波的装置,就好比给乐团加上隔音设备,把那些杂七杂八的声音给过滤掉,让声音更纯净。
或者呢,通过调整电路的参数,就像给乐团调整演奏的节奏和力度,让整个演出更完美。
你想想看,要是咱的运算放大电路一直振铃,那得多闹心呀!就像你听音乐,一直有杂音在那嗡嗡响,你能受得了吗?所以呀,咱得赶紧把这振铃的问题解决咯。
总之呢,要解决运算放大电路振铃,就得像个细心的医生一样,仔细诊断出问题所在,然后对症下药。
可不能马虎大意呀,不然这振铃可就一直缠着你咯!咱得让咱的电路稳稳当当工作,别给咱添乱子,对吧?所以呀,大家可得把这些方法记住咯,遇到振铃别慌张,咱有办法对付它!。
运放电路输入端加电容电路自激振荡的原因
运放电路输入端加电容电路自激振荡的原因1. 概述运放电路是电子电路中常用的一种放大电路,具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益等优点,广泛应用于电子设备中。
然而,在一些情况下,运放电路的输入端加电容后会出现自激振荡的现象,给电路稳定性和性能带来负面影响。
本文将简要分析运放电路输入端加电容电路自激振荡的原因,并探讨解决方法。
2. 运放电路输入端加电容电路概述运放电路通常由运放芯片、电阻、电容等元器件组成,用于信号放大、滤波、积分、微分等功能。
当在运放电路的输入端加上电容后,原理上是为了在输入端滤除直流信号,只透过交流信号,以起到滤波和对称交流信号的作用。
但在实际应用中,有时候会发现运放电路输入端加电容后出现自激振荡现象。
3. 自激振荡的原因(1)相位延迟:在运放电路中,当输入端加电容时,由于电容器的特性,导致输入信号的相位延迟。
当输入信号的相位延迟到达运放电路的反馈环路时,可能引起电路的共振和自激振荡。
(2)反馈路径:在运放电路中,反馈路径如果设计不当,或者在输入端加电容后,在反馈路径中出现相位差,也可能会导致自激振荡的问题。
特别是在高频段,更容易出现这种情况。
4. 解决方法(1)增加补偿电容:在运放电路输入端加电容后出现自激振荡时,可以考虑增加补偿电容来抑制振荡。
适当增加补偿电容,可以起到抑制高频振荡的作用,提高电路的稳定性。
(2)选择合适的运放芯片:在设计运放电路时,选择合适的运放芯片也是避免自激振荡的重要方法。
一些特殊应用场景下,可能需要选择特殊结构和参数的运放芯片,以满足要求。
(3)优化反馈网络:在运放电路设计中,要合理设计反馈网络,避免相位差引起的自激振荡。
通过优化反馈网络的结构和参数,可以有效地降低电路的振荡风险。
5. 结论运放电路输入端加电容电路自激振荡的原因主要在于相位延迟和反馈路径设计不当。
为了解决这一问题,可以采取增加补偿电容、选择合适的运放芯片和优化反馈网络等方法。
在实际设计中,需要对电路的稳定性和性能进行充分的考虑,合理选择元器件和参数,以避免自激振荡的问题。
引起运算放大器震荡的常见原因及对策
引起运算放大器震荡的常见原因及对策
模拟设计师在设计放大器时花了很多功夫才使放大器能稳定工作,但
在实际应用中又有许多情况会使这些放大器发生振荡。
有许多种负载会使它们
啸叫。
没有正确设计的反馈网络可能导致它们不稳定。
电源旁路电容不足也可
能让它们不安分。
最后,输入和输出自己可能振荡成单端口系统。
本文将讨论
引起振荡的一些常见原因以及相应的对策。
一些基本原理
简言之,带反馈的稳定性关键在于环路增益和相位;或Avol 乘以反馈因子,或环路增益。
如果我们在单位增益配置中连接LTC6268,那么100%的输出电压将被反馈。
在非常低频率时,输出是负输入的反相,或-180°相位延迟。
补偿电路通过放大器再增加-90°延迟,使得负输入到输出具有-
270°的延迟。
当环路相位延迟增加到±360°或它的倍数并且环路增益至少是1V/V 或0dB 时将产生振荡。
相位余量衡量的是当增益为1V/V 或0dB 时相位延迟离360°有多远。
另外一个较少讨论的主题是增益余量,虽然它与参数一样重要。
当在某些高频点相位余量为零时,如果增益至少。
运算放大器振荡原理
运算放大器振荡原理运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是一种重要的电子器件,广泛应用于各种电路中。
它的振荡原理是指通过调节放大器的反馈网络,使得输入信号在输出端产生振荡。
在理解运算放大器的振荡原理之前,我们先来了解一下运算放大器的基本结构和工作原理。
运算放大器由差分放大器、级联放大器和输出级组成。
它的输入端有一个非常高的输入阻抗,输出端具有低输出阻抗。
通过负反馈,运算放大器的增益可以非常高,达到几十万甚至几百万倍。
当输入信号经过放大后,输出信号可以达到几百伏甚至几千伏的电压。
运算放大器的振荡原理是通过调节反馈网络,使得输出信号反馈到输入端,形成正反馈。
当正反馈增益大于放大器的开环增益时,输出信号将不断增大,形成振荡现象。
具体来说,振荡的条件是反馈网络的相位差为360度且增益大于1。
当满足这两个条件时,运算放大器将出现振荡。
为了更好地理解运算放大器的振荡原理,我们可以通过一个简单的振荡电路来说明。
假设我们使用一个电阻和一个电容构成的反馈网络。
当输入信号经过放大后,输出信号通过电阻R1和电容C1反馈到输入端。
如果反馈信号的相位差为360度且幅度大于输入信号的幅度,输出信号将不断增大,形成振荡。
在实际应用中,运算放大器的振荡现象是不可取的,因为它会导致电路不稳定,甚至损坏电子器件。
因此,在设计电路时,我们需要合理选择反馈电阻和电容,以避免产生振荡。
另外,我们还可以通过增加补偿电路来提高运算放大器的稳定性。
补偿电路可以通过增加电容或电阻来实现,以抑制振荡。
总结起来,运算放大器的振荡原理是通过调节反馈网络,使得输出信号反馈到输入端,形成正反馈。
当满足相位差为360度且增益大于1的条件时,运算放大器将产生振荡。
在实际应用中,我们需要避免振荡现象,通过合理选择反馈电阻和电容,以及增加补偿电路来提高运算放大器的稳定性。
运算放大器作为一种重要的电子器件,其振荡原理的理解对于电路设计和应用具有重要的意义。
运算放大器波形失真原因
运算放大器波形失真原因运算放大器是一种常用的电子设计元件,用于放大电压、电流或功率等信号。
它的重要应用包括电视和音频设备、通信系统、计算机硬件等。
然而,在实际应用中,我们可能会遇到波形失真的问题,即放大后的信号波形出现畸变。
波形失真可能由多种原因引起,下面我将对其进行详细的讨论。
1.频率响应不平坦:运算放大器通常具有一个指定的增益带宽积(GBW),定义为放大器的开环增益乘以其3dB截止频率。
当输入信号频率超过GBW时,放大器的放大倍数会下降,导致波形失真。
这种失真称为高频截断失真,通常会使波形变得平坦或产生振荡。
2.非线性增益响应:运算放大器的放大特性应当是线性的,即输入信号和输出信号之间存在简单的比例关系。
然而,操作放大器通常会导致非线性增益响应,使输出信号失真。
非线性增益响应可能由于放大器本身的非线性特性,如饱和效应、漏斗效应等引起。
3.输入电平范围限制:运算放大器通常有一个最大可接受输入电压范围。
当输入信号超过这个范围时,放大器可能会进入饱和状态,导致输出失真。
此外,输入电平过低可能导致动态范围不足,使得较小的信号无法被恢复出来。
4.输入和输出阻抗不匹配:运算放大器通常有一个指定的输入和输出阻抗,这些阻抗决定了放大器与其它电路之间的信号传递效率。
当输入和输出阻抗不匹配时,会产生信号反射和功率损耗,进而引起波形失真。
5.温度变化:运算放大器的性能常常受温度变化的影响。
温度变化会改变放大器的特性,如增益、偏置电压等,从而导致波形失真。
这种失真可能是瞬时的、周期性的或渐进性的。
6.噪声影响:运算放大器通常会引入一定的噪声。
噪声的存在可能使放大信号的波形变得不清晰,特别是在低信号水平下。
噪声可以来自放大器自身的热噪声、外部环境的干扰等。
解决波形失真问题的方法通常包括以下几个方面:1.选用合适的运算放大器:根据设计需求,选择具有合适特性的运算放大器,如增益带宽积、线性增益响应、输入输出阻抗等。
选用合适的运算放大器可以降低波形失真的风险。
放大器自激振荡的原因
放大器自激振荡的原因放大器自激振荡是指在一些特定的条件下,放大器的输出信号被反馈到输入端,进而导致放大器产生不稳定的振荡现象。
自激振荡是电子电路中一个非常普遍且有时也是非常令人困扰的问题。
本文将探讨放大器自激振荡的原因并提供一些可能的解决方案。
放大器自激振荡的原因可以归结为两种情况:正馈和负馈。
正馈是指放大器输出信号的一部分被反馈回到输入端,增强了输入信号,从而产生振荡。
而负馈则是指放大器输出信号的一部分被反馈回到输入端,并与输入信号相减,抑制了输入信号,从而产生振荡。
在电路中,可能导致放大器自激振荡的因素有很多,下面将介绍其中一些常见的情况:1. 错误连接或接地不良:在电路中的错误连接或接地不良可能导致信号回路不正常地工作,导致自激振荡。
例如,信号源错误地连接到输出端口,或者接地线和信号线没有良好的接触。
2. 高增益:当放大器具有很高的增益时,即使很小的反馈信号也足以导致振荡。
这是因为放大器的增益过大,反馈信号会在电路中不断放大,最终导致振荡。
3. 回路导通:如果放大器的输入和输出端之间存在低阻抗的回路,那么信号可能会直接从输出到输入端,导致振荡。
这种情况通常是由于电路布线错误或元器件失效导致的。
4. 导线或元器件的电感:导线或元器件的电感会导致信号在电路中反复振荡,从而引起自激振荡。
这种情况通常在高频电路中更为常见。
5. 电源波动:当电源电压发生波动时,可能会产生与电源频率相同的振荡信号。
这是因为波动的电源会影响放大器的工作点,进而导致振荡。
解决放大器自激振荡的问题可以采取以下方法:1. 确认电路连接正确:确保所有的电路连接正确,并检查接地线和信号线的连接状态。
如果有问题,及时修复。
2. 降低放大器增益:通过减小放大器的增益,可以降低反馈信号的大小,从而减少振荡的可能性。
3. 确保回路不导通:对于可能导致回路直通的元器件或导线进行排查,确保电路中不存在不必要的低阻抗回路。
4. 使用低电感元器件:通过选择低电感的导线和元器件,可以减少信号的振荡。
放大电路产生自激振荡的原因
放大电路产生自激振荡的原因引言:放大电路是电子设备中常见的一个模块,它的作用是将输入信号放大到所需的幅度。
然而,在某些情况下,放大电路会产生自激振荡,导致设备的正常工作受到影响。
本文将探讨放大电路产生自激振荡的原因,并提出相应的解决方法。
一、放大电路的基本原理放大电路由放大器、反馈电路和输入输出电路组成。
其中,放大器负责放大输入信号,反馈电路将一部分输出信号反馈到放大器的输入端,输入输出电路则负责将信号输入到放大器并输出放大后的信号。
二、自激振荡的定义自激振荡是指放大电路在没有外部输入信号的情况下,输出信号出现振荡的现象。
自激振荡会导致放大器输出的信号失真,影响设备的正常工作。
三、放大电路产生自激振荡的原因1. 振荡回路增益过高当放大电路的振荡回路增益过高时,反馈信号将不断放大,导致系统进入不稳定状态。
这种情况下,即使没有外部输入信号,放大器仍会产生自激振荡。
2. 反馈电路相位条件失调反馈电路的相位条件是产生自激振荡的关键。
当反馈电路的相位延迟与放大器的相位延迟相等时,反馈信号将持续放大,引起自激振荡。
相位条件失调可能是由于电路设计错误或元器件参数不匹配所致。
3. 电源噪声干扰电源噪声是放大电路产生自激振荡的常见原因之一。
电源噪声会通过电源线传播到放大器,引起电路的不稳定性,从而产生自激振荡。
4. 电路共振当放大电路中的电感、电容和阻抗之间存在共振现象时,会导致电路产生自激振荡。
共振频率是电路的固有频率,当外部输入信号与共振频率接近或等于时,电路会自发产生振荡。
四、放大电路产生自激振荡的解决方法1. 控制振荡回路增益为避免振荡回路增益过高,可以通过增加衰减器或降低放大器的增益来控制振荡回路的总增益。
这样可以降低反馈信号的放大程度,减少自激振荡的可能性。
2. 优化反馈电路设计反馈电路的相位条件是产生自激振荡的关键。
可以通过优化反馈电路的设计,使反馈信号的相位延迟与放大器的相位延迟相等,从而避免自激振荡的发生。
运算放大器输出一直波动
运算放大器输出一直波动
运算放大器是一种电子设备,它可以将输入信号放大到更大的幅度,并输出给其他电路。
然而,有时候运算放大器的输出会出现波动,这给电子设备的正常工作带来了困扰。
当运算放大器输出一直波动时,可能有几个原因。
首先,可能是电源电压不稳定。
如果电源电压不稳定,那么运算放大器的输出信号也会受到影响,导致波动。
解决这个问题的方法是使用稳定的电源电压,或者添加电压稳压器来保持电压的稳定性。
可能是运算放大器的输入信号不稳定。
如果输入信号不稳定,那么输出信号也会随之波动。
要解决这个问题,可以使用滤波器来去除输入信号中的噪声,或者使用更稳定的信号源。
运算放大器本身的性能也会影响输出的稳定性。
如果运算放大器的增益不稳定,或者存在漂移现象,那么输出信号也会波动。
为了解决这个问题,可以选择性能更好的运算放大器,或者进行校准和调整。
温度变化也可能导致运算放大器输出的波动。
当温度变化时,运算放大器的性能可能会受到影响,从而导致输出信号波动。
解决这个问题的方法是使用温度补偿电路或者采取隔离措施,以保持运算放大器的稳定性。
当运算放大器输出一直波动时,我们可以通过保持稳定的电源电压、
稳定的输入信号、选择性能更好的运算放大器以及采取温度补偿措施来解决这个问题。
只有确保运算放大器的稳定性和性能,我们才能保证电子设备的正常工作。
放大器振荡的常见原因以及补救方法
基础知识图 1a 显示了一个非轨至轨放大器的方框图。
输入控制 gm 方框,gm 方框驱动增益节点,并在输出端得到缓冲。
补偿电容器 Cc 是主要的频率响应组件。
Cc 的返回引脚应该接地,如果有这样一个引脚的话;但是运算放大器传统上不接地,电容器电流会返回一个或两个电源。
图 1b 是最简单的轨至轨输出放大器的方框图。
输入方框 gm 的输出电流通过“电流耦合器”发送,这将驱动电流分成两部分,提供给输出晶体管。
频率响应由两个 Cc/2s 决定,二者实际上是并联的。
图1a:典型非轨至轨运算放大器拓扑图1b:典型轨至轨运算放大器拓扑以上两种拓扑代表了绝大多数使用外部反馈的运算放大器。
图 1c 显示了我们的理想放大器的频率响应,尽管两个电路的电气原理不同,但行为表现却类似。
由 gm 和 Cc 形成的单极点补偿提供GBF = gm/(2πCc) 的单位增益带宽积频率。
在 GBF/Avol 附近,这些放大器的相位滞后从–180° 降至–270°,其中 Avol 是放大器开环 DC 增益。
当频率远高于这个低频率时,相位就一直停在–270° 上。
这就是为人熟知的“主极点补偿”,其中 Cc 极点主导频率响应,隐藏了有源电路的各种频率限制。
图1c:理想化的运算放大器频率响应图 2 显示了 LTC6268 放大器随频率变化的开环增益和相位响应。
LTC6268是一款小巧的小型低噪声 500MHz 放大器,具轨至轨输出和仅 3fA 偏置电流,可以作为一个很好的例子来说明真实放大器的行为表现。
主极点补偿的–90° 相位滞后约从 0.1MHz 开始,在 8MHz 左右达到–270°,超过 30MHz 时则下移超过–270°。
实际上,除了由于额外增益级和输出级所引起的基本主导补偿滞后之外,所有的放大器都具有高频相位滞后。
通常,额外相位滞后的起点在 GBF/10 左右。
图2:LTC6268的增益和相位随频率的变化反馈的稳定性是一个绕环路增益和相位的问题,或者,Avol 乘以反馈系数,简言之就是环路增益。
放大器自激振荡产生原因及消除方法探讨
2 检 查 电路 是否稳 定工作 的方法
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运算放大器自激振荡
运算放大器自激振荡运算放大器是一种非常常见的电子设备,被广泛应用于信号放大、滤波和运算等领域。
然而,有时候使用不当或设计不合理,可能会导致运算放大器出现自激振荡的问题。
自激振荡是指放大器系统内部产生的自我振荡现象,会导致输出信号失真、增益不稳定等问题,严重影响设备性能。
首先,让我们来了解一下运算放大器的基本原理。
运算放大器通常由差分放大器和输出级组成。
差分放大器具有高增益和抑制共模干扰的功能,可以对输入信号进行放大和处理。
输出级负责输出放大后的信号,将电流转换为电压,并驱动外部负载。
当运算放大器出现自激振荡时,可能是由于以下原因引起的。
第一,输入和输出之间的回路耦合不良。
在设计运算放大器时,输入电路和输出电路之间需要良好的隔离,以避免信号的反馈。
如果回路耦合不良,信号可能会因为反馈而不断放大,最终导致自激振荡。
第二,频率响应不稳定。
运算放大器的频率响应应该是平坦的,不应该出现突变或波动。
如果频率响应不稳定,可能会导致放大器在某些频率下出现自激振荡。
第三,功率供应不稳定。
运算放大器的正常工作需要稳定的电源供应。
如果电源电压波动较大或存在干扰,会导致放大器的增益不稳定,从而引发自激振荡。
针对自激振荡问题,我们可以采取一些对策来解决。
首先,确保输入和输出之间的回路隔离良好。
在设计过程中,应合理设置阻抗匹配网络,并采用适当的屏蔽措施来减少信号的反馈。
其次,进行频率响应测试和稳定性分析。
在设计和制造过程中,对运算放大器的频率响应进行严格测试,确保其在各个频率下的增益稳定。
此外,保证稳定的功率供应也是非常关键的。
选择合适的电源滤波器和稳压器,以减小电源波动和干扰,确保供应电压的稳定性。
在实际应用中,我们还可以采用一些技术手段来应对自激振荡问题。
例如,添加稳定的负反馈回路、增加阻尼电阻、优化放大器的布局和排线等。
总而言之,对于运算放大器自激振荡的问题,我们应该从多个方面进行分析和解决。
合理的设计和制造过程,严格的测试和稳定性分析,以及适当的技术手段应用,都可以帮助我们避免运算放大器自激振荡的发生,从而提高设备的性能和可靠性。
电子电路中的振荡问题解析
电子电路中的振荡问题解析电路振荡问题一直是电子工程师们需要面对和解决的重要难题。
振荡电路是指在没有外部输入信号的情况下,电路中仍能自行产生稳定的交流信号。
本文将探讨电子电路中的振荡问题,并进行详细解析。
一、振荡的基本原理振荡电路是由反馈网络和放大器组成的。
放大器通过反馈网络将一部分输出信号送回输入端,形成一个正反馈回路,使得电路可以自激振荡。
其中,反馈网络起到提供相位延迟和增加增益的作用,放大器则提供放大和能量补偿的功能。
二、振荡的条件振荡电路需要满足以下条件才能发生振荡:1. 回路增益大于等于1:回路增益是指从输出端到输入端的信号增益,当回路增益小于1时,电路无法自激振荡。
2. 回路相位延迟为360度:相位延迟是指信号在反馈网络中通过消耗时间,使得输出信号可以与输入信号保持一定的相位差。
3. 回路相位延迟和放大器的增益为零交叉频率处产生180度的相位变化:这是确保反馈回路能够产生持续振荡的必要条件。
三、常见的振荡电路1. 反馈型振荡器反馈型振荡器是一种经典的振荡电路,常见的有LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等。
LC振荡器由电感和电容组成的谐振回路构成,通过放大器的反馈实现正反馈,产生振荡信号。
RC振荡器则是使用电容和电阻进行反馈的结构,晶体振荡器则是利用晶体谐振特性进行振荡。
2. 集成电路振荡器集成电路振荡器是一种通过集成电路实现的振荡电路,常见的有压控振荡器(VCO)和数字控制振荡器(DCO)等。
VCO可以通过改变输入电压的大小来调节输出频率,广泛应用于通信系统和频率合成器等领域。
DCO则是利用数字控制方式实现频率调节,可以精确控制振荡频率和调制方式。
四、振荡问题的解决方法在实际设计和应用中,可能会遇到一些振荡问题,如频率不稳定、失真、输出电平不稳定等。
解决这些问题的关键是对振荡器进行合理的设计和参数调节。
可以采取以下方法:1. 调整反馈网络参数:调节反馈网络中的电感、电容或电阻等元器件的数值,以达到所需的振荡频率和稳定性。
运算放大器振荡原理
运算放大器振荡原理
* 运算放大器的振荡原理可以分为放大器特性与电路结构两大部分。
放大器特性
运算放大器被设计用于运行相关的采样控制循环(SCC),此技术可以用于不同应用,如控制型系统设计中的定位和闭环控制、串级环路控制、宽带动态滤波应用、调制/解调等。
运算放大器的基本要素就是他能够动态地改变其输出增益,可以深入理解为,一个放大器的输入反馈到输出的模式,任何的改变都会在放大器的输出中放大,这就是放大器振荡器的振荡原理。
放大器振荡有很多种类,它们在电子设备中有着广泛的应用,比如单端放大振荡、双端放大振荡、三端放大振荡和四端放大振荡,这些振荡模式的最关键特征是改变了放大器的输入强度和放大器的稳定性,在具有反馈的电路中进行封闭循环控制,从而放大器振荡器能够稳定运行下去。
电路结构
运算放大器振荡器电路结构是一个闭合环路,反馈状态下包括一个运算放大器及其改变了放大倍数的R-C网络。
它由四部分组成,分别为:输入电路、放大器、
可变电容器和输出电路。
这个环路中的可变电容器Ck调整不同的放大倍数,而运算放大器提供了输出电压的放大能力。
当运算放大器的输出电压与输入电压的幅值相等时,放大器得到稳定的输出电压,并可以在微小变化中维持其稳定性;当可变电容器Ck有所变化时,放大器又会被调节成一种较高的放大彿范。
由此可见,通过这种放大电路在输出电压前添加了一个循环,放大器的输出反馈到输入,因而形成了一种自振荡的现象。
运放震荡自激原因及解决办法
运放震荡自激的原因:1、环路增益大于12、反馈前后信号的相位差在360度以上,也就是能够形成正反馈。
参考《自控原理》和《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》????? 自激振荡的引起,主要是因为集成运算放大器内部是由多级直流放大器所组成,由于每级放大器的输出及后一级放大器的输入都存在输出阻抗和输入阻抗及分布电容,这样在级间都存在R-C相移网络,当信号每通过一级R-C网络后,就要产生一个附加相移.此外,在运放的外部偏置电阻和运放输入电容,运放输出电阻和容性负载反馈电容,以及多级运放通过电源的公共内阻,甚至电源线上的分布电感,接地不良等耦合,都可形成附加相移.结果,运放输出的信号,通过负反馈回路再叠加增到180度的附加相移,且若反馈量足够大,终将使负反馈转变成正反馈,从而引起振荡.具体一点可能1.可能运放是分布电容和电感引起的2. 运放驱动容性负载导致。
3.可能是反馈过深引起的解决方法:1. 环内补偿运放反馈电阻并接反馈电容:小电容叫做移相电容,防止运放自激的一般取0点几皮法到几十皮法几百皮法,看工作的频率以及运放的型号来定简单点说加的电容越大,带宽越窄防止振荡Rf和运放的输入电容及杂散电容形成极点,如果该极点在运放使用的频率范围内就可能使运放产生振荡;加入Cf后,Cf和Rf产生零点,用来抵消极点。
一般取值Cf>Ci,Ci 为运放的输入电容和输入脚杂散总电容。
2. 环路外补偿法、在运放的输出端串上一个小电阻再连到后级,十几欧到几十欧之间既可,具体值与后级电路的输入电容有关,可尝试不同的电阻值,获得稳定的输出PS:1.电源供电稳定,最好并联0.1uf ,10uf等电容2.放大倍数不能过大,放大级数也不要超过四级? 实验或测试之前,若用示波器接在运放输出端,有时可以看到频率较高且近似正弦波的波形,偶尔也出现低频振荡的情况.可根据产生振荡的原理采取不同的方法解决:??? (1)反馈极性是否接错或负反馈太强.若将负反馈错接成正反馈则极易产生振荡.另外,负反馈愈强也愈易产生自激.??? (2)若输出端接有的电容性负载,由于容性负载加强了电路的相移,所以更易自激.可以用另一个RC环节来补偿相移,如果补偿得好自激振荡就会消除.??? (3)接线杂散电容过大.当输人回路为高阻时,由接线到地或接线之间的杂散电容与电阻组成的滞后环节,将使组件变得不稳定.为此可在RF两端并联一个电容CF,或者在运放的输人端并联一个RC支路,这两个环节都属于超前校正的性质,即它们产生的相位超前作用将有可能抵消前面所述杂散电容所起的相位滞后作用,从而使运放稳定.??? (4)电源接线旁路措施不够.电源引线不仅具有一定电阻,还有一定的电感和分布电容,因此当有许多运放接到同一根电源线时,,将通过这些因素产生相互之间的影响,解决的办法是在印刷电路板插座上的正负电源的接线端与地之间接上几十uF的电解电容和0.01uF 的陶瓷电容相并联,如果运放是作为宽频放大,须选用低电感量的电容.。
运放振荡的原因
运放振荡的原因通常与反馈回路的稳定性和相位条件有关。
在一个运放振荡电路中,一部分输出信号被送回输入端形成反馈回路。
如果反馈回路满足一定的条件,就会导致信号在回路中不断增强,最终产生振荡。
以下是一些导致运放振荡的原因:
1.正反馈:正反馈意味着输出信号被送回到输入端,并且放大后再次进入反馈回路。
如果
正反馈得到增强而没有适当的负反馈来抑制它,系统就会不断增加输出,导致振荡。
2.相位条件:运放振荡需要满足特定的相位条件。
当信号经过反馈回路时,它必须保持一
定的相位延迟,以便与输入信号正交或接近正交。
如果相位条件无法满足,信号将会积累或耗散,而不会引起振荡。
3.增益条件:运放振荡需要满足一定的增益条件。
如果放大器的总增益超过某个临界值,
反馈回路就会导致信号不断增加,从而引发振荡。
4.谐振频率:一些运放电路可能包含谐振网络,其频率与反馈回路的特性频率相匹配。
当
输入信号频率与谐振频率接近或等于时,谐振网络将引起振荡。
综上所述,运放振荡的原因通常涉及正反馈、相位条件、增益条件和谐振频率等因素的综合影响。
这些因素必须适当地控制和调整,以确保系统稳定而不会产生振荡。
为什么运算放大器会发生振荡?
为什么运算放大器会发生振荡?
虽然Bode 图是一种很不错的分析工具,但是您可能没有还发现该图太过直观了。
就运算放大器不稳定和振荡而言,Bode 图这是对常见原因的一种直观表述。
在反馈信号到达反相输入端时就会发生如图 1 中所示的完美的无延迟阻尼响应。
运算放大器通过斜坡至最终阈值并在反馈信号检测到在适当输出电压时的闭合缓缓下降来进行响应。
当反馈信号延迟的时候问题就会进一步恶化。
由于在环路中有延迟,放大器无法立即检测到其达到最终阈值的进程,进而以过快地向正常输出电压移动的形式表现为过响应。
请注意延迟反馈越多最初斜率也就越快。
反相输入无法及时接收到其已经达到并传递出正常输出电压的反馈。
其将过冲目标并在最终建立时间前需要诸多连续的极性纠正。
如果是少量的延迟,您可能只是看到了一些过冲和振铃。
如果是大量的延迟,那么这些极性纠正就会永无休止进而形成振荡器。
延迟的根源通常是一个简单的低通R-C 网络。
就所有频率而言,这虽然不是一个恒定的延迟,但是该网络从0° 到90° 的逐渐相移会产生一个一阶逼近的时延,td=RC。
最常见的有两种情况,R-C 网络不经意间就会在我们的电路中形成。
第一种情况是容性负载(请参见图2a)。
电阻就是运算放大器的开环输出电阻,当然电容器就是负载电容了。
第二种情况是(请参见图2b)反馈电阻和运算放大器的输入电容形成了R-C 网络。
在这个敏感的电路节点电路板连接也是电容的重要因素。
请注意这两个电路具有相同的反馈环路,唯一不同的是输出的节点不同。
从环路稳定性的角。
运放震荡自激原因及解决办法
运放震荡自激原因及解决办法运放震荡自激OP37等运放,在设计时,为了提高高频响应,其补偿量较小,当反馈较深时会出现自激现象。
通过测量其开环响应的BODE图可知,随着频率的提高,运放的开环增益会下降,如果当增益下降到0db之前,其相位滞后超过180度,则闭环使用必然自激。
自激振荡的引起,主要是因为集成运算放大器内部是由多级直流放大器所组成,由于每级放大器的输出及后一级放大器的输入都存在输出阻抗和输入阻抗及分布电容,这样在级间都存在R-C相移网络,当信号每通过一级R-C网络后,就要产生一个附加相移。
此外,在运放的外部偏置电阻和运放输入电容,运放输出电阻和容性负载反馈电容,以及多级运放通过电源的公共内阻,甚至电源线上的分布电感,接地不良等耦合,都可形成附加相移。
结果,运放输出的信号,通过负反馈回路再叠加增到180度的附加相移,且若反馈量足够大,终将使负反馈转变成正反馈,从而引起振荡。
解决办法一、电容校正运放反馈电阻并接反馈电容接入的电容相当于并联在前一级的负载上,在中、低频时,由于容抗很大,所以这个电容基本不起作用。
高频时,由于容抗减小,使前一级的放大倍数降低,从而破坏自激振荡的条件,使电路稳定工作。
这种校正方法实质上是将放大电路的主极点频率降低,从而破坏自激振荡的条件,所以也称为主极点校正。
防止运放自激的一般取几皮法到几百皮法,看工作的频率以及运放的型号来定。
简单点说加的电容越大,带宽越窄。
二、RC校正在运放的输出端串上一个小电阻再连到后级。
利用RC校正网络代替电容校正网络,将使通频变窄的程度有所改善。
在高频段,电容的容抗将降低,但因有一个电阻与电容串联,所以RC网络并联在电路中,对高频电压放大倍数的影响相对小一些,因此,如果采用RC校正网络,在消除自激振荡的同时,高频响应的损失不如仅用电容校正时严重。
校正网络应加在时间常数最大,即极点频率最低的放大级。
通常可接在前级输出电阻和后级输入电阻都比较高的地方。
运算放大电路振铃产生的原因及解决方法
写在前面想必大家都学过运算放大电路,然而电路参数稍微处理不好便会导致你设计的运算电路效果大大折扣。
振铃在运算放大电路中是经常出现的问题,因为参数的问题或者PCB板硬件本身的问题,往往导致你设计的放大电路不放大反而振荡,振荡电路不振荡反而放大,大学的时候实验室老师就是这么嘲笑我们的,哈哈。
刚下班,回家也没什么事儿,索性就加会儿班,写个博客,分享自己在这方面的理解,同时呢也做为自己的硬件学习笔记吧,我今天分享得就是运放电路振铃产生的原因,以及解决办法。
下面我们开始吧。
振铃产生的原因振铃是怎么产生的,知道了这点我们就知道采取什么措施来避免运放电路的振铃的产生。
我们先来看一个运算放大电路的例子,如下图所示:为一个同相比例放大电路,信号源频率为10K,幅值1V的方波。
运放采用双电源供电。
上图所示的参数下,其输出波形如下图所示,输出波形还算理想,幅值为2V,符合设计所想。
但是你要明白仿真软件的仿真结论实在器件理想化的情况下建立的,所以此处的运放也是理想运放,不存在寄生电感电容电阻等,所以仿真结果趋于理想化。
当器件焊接到PCB板上以后,PCB板的各种寄生参数都会影响运放的外围参数,同时现实中使用的运放也不是理想化的,这连两个因素使运放往往不以我们所期待的方式运行。
我们今天要讲的运放电路的振铃,就是从PCB板的寄生参数出发去分析它产生的原因。
运放振铃产的原因就是由于反向输入端的寄生电容与反馈电阻构成了一个低通滤波器,大家知道低通滤波器会导致相位滞后。
而运算放大器呢,又是一个无脑的东西,它不知道人们把它接成了什么样子,它只知道吧同相端与反相端的电压差值放大无穷大倍,然而放大倍数又不可能无穷大,这就得益于输出端的反馈回路。
当输出电压过大时,反馈到反相端的电压也会变大,进而输出端电压减小,当输出端电压过小时,反馈到反相端的电压就变小,进而使输出端的电压增大,这样的一个过程如此往复形成一个动态平衡,保持输出端电压稳定。
运算放大器振荡原理
运算放大器振荡原理引言:运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种广泛应用于电子电路中的集成电路。
它具有放大、求和、积分等多种功能,被广泛应用于滤波器、放大器、振荡器等电路中。
本文将重点介绍运算放大器的振荡原理,以及其在电子电路中的应用。
一、运算放大器简介运算放大器是一种高增益、差分输入、单端输出的电子器件。
它通常由多个晶体管及其它电子元件组成,其中最常用的是差分放大器。
运算放大器的特点是输入阻抗高、输出阻抗低、放大倍数大,能够实现信号的放大和处理。
它通常使用直流电源供电,输入和输出端分别对应非反相输入端(+)和反相输入端(-)、输出端(OUT)。
二、运算放大器的振荡原理振荡是指在没有外部信号输入的情况下,运算放大器输出信号呈现周期性变化的现象。
振荡器通常由放大环路和反馈网络组成。
其中,放大环路由运算放大器和一个或多个滤波器组成,反馈网络则将部分放大的输出信号送回运算放大器的输入端。
当反馈网络的相位条件满足一定的条件时,振荡器就能够工作。
三、振荡器的分类根据振荡器的输出波形,可以将其分类为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。
其中,正弦波振荡器产生的输出信号是一种幅度恒定、频率可调的正弦波;非正弦波振荡器产生的输出信号则是一种非正弦波形,如方波、锯齿波等。
四、振荡器的工作原理振荡器的工作原理基于正反馈原理,即将部分输出信号反馈到输入端形成一个闭环。
当反馈信号与输入信号相位和幅度满足一定条件时,振荡器就能够产生稳定的振荡信号。
五、运算放大器在振荡器中的应用运算放大器在振荡器中起到放大和反馈信号的作用。
通过合理设计反馈网络和放大环路,可以实现不同类型的振荡器。
例如,使用RC 网络可以实现RC正弦波振荡器,而使用LC网络则可以实现LC正弦波振荡器。
六、运算放大器振荡器的优缺点运算放大器振荡器具有以下优点:1. 简单易用:只需通过调整反馈网络和放大环路的参数,就可以实现不同类型的振荡器。
运放振荡条件
运放振荡条件运放(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种非线性电子元件,通常用于放大和处理电信号。
它具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点,适用于各种电路应用。
而振荡是指电路中的信号以一定的频率不断往复地变化,产生稳定的周期性波形。
那么,运放振荡条件是什么呢?一、振荡的基本原理在理解运放振荡条件之前,我们先来了解振荡的基本原理。
振荡电路通常由一个放大器和一个反馈网络组成。
放大器负责放大输入信号,而反馈网络则将一部分输出信号反馈给放大器的输入端,形成一个正反馈回路。
当反馈信号满足一定的条件时,电路就会产生振荡。
二、运放振荡条件1. 正反馈条件:运放振荡电路必须具备正反馈条件,即从输出端反馈的信号与输入信号同相。
这是因为正反馈会使电路的增益增大,从而达到产生振荡的目的。
2. 相位移条件:为了使电路能够产生振荡,反馈信号必须经过反馈网络引起180度的相位移。
这是因为振荡电路需要满足总相位移为0度或360度的条件,才能形成稳定的振荡。
3. 增益条件:运放振荡电路的总增益必须大于等于1。
如果总增益小于1,电路将无法产生持续的振荡。
4. 幅值条件:振荡电路的反馈幅值必须大于放大器的开环增益。
这是为了保证振荡电路的稳定性,防止信号衰减。
三、常见的运放振荡电路1. RC相位移振荡器:RC相位移振荡器是一种简单而常见的运放振荡电路。
它由一个运放放大器和几个RC电路组成,通过调整RC电路的参数,可以实现不同的振荡频率。
2. 反相振荡器:反相振荡器是一种基本的运放振荡电路,它由一个运放放大器和一个带负反馈的电路组成。
通过调整电路的参数和反馈网络的结构,可以实现不同频率的振荡。
3. Wien桥振荡器:Wien桥振荡器是一种常用的运放振荡电路,它由一个运放放大器和一个Wien桥电路组成。
通过调节电路中的电阻和电容值,可以实现不同频率的振荡。
四、总结运放振荡电路是一种重要的电子电路,具有广泛的应用。
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为什么运算放大器会发生振荡――两种常见原因浅析
虽然Bode 图是一种很不错的分析工具,但是您可能没有还发现该图太过直观了。
就运算放大器不稳定和振荡而言,Bode 图这是对常见原因的一种直观表述。
在反馈信号到达反相输入端时就会发生如图 1 中所示的完美的无延迟阻尼响应。
运算放大器通过斜坡至最终阈值并在反馈信号检测到在适当输出电压时的闭合缓缓下降来进行响应。
当反馈信号延迟的时候问题就会进一步恶化。
由于在环路中有延迟,放大器无法立即检测到其达到最终阈值的进程,进而以过快地向正常输出电压移动的形式表现为过响应。
请注意延迟反馈越多最初斜率也就越快。
反相输入无法及时接收到其已经达到并传递出正常输出电压的反馈。
其将过冲目标并在最终建立时间前需要诸多连续的极性纠正。
如果是少量的延迟,您可能只是看到了一些过冲和振铃。
如果是大量的延迟,那么这些极性纠正就会永无休止进而形成振荡器。
延迟的根源通常是一个简单的低通R-C 网络。
就所有频率而言,这虽然不是一个恒定的延迟,但是该网络从0° 到90° 的逐渐相移会产生一个一阶逼近的时延,td=RC。
最常见的有两种情况,R-C 网络不经意间就会在我们的电路中形成。
第一种情况是容性负载(请参见图2a)。
电阻就是运算放大器的开环输出电阻,当然电容器就是负载电容了。
第二种情况是(请参见图2b)反馈电阻和运算放大器的输入电容形成了R-C 网络。
在这个敏感的电路节点电路板连接也是电容的重要因素。
请注意这两个电路具有相同的反馈环路,唯一不同的是输出的节点不同。
从环路稳定性的角。