运放的超前补偿

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运放相位(频率)补偿电路设计

运放相位(频率)补偿电路设计

运放相位(频率)补偿电路设计
集成运放的内部是一个多级放大器。

其对数幅频特性如按补偿原理分滞后补偿、超前补偿及滞后一超前补偿等。

滞后补偿:凡是使相移增大的补偿即被称为滞后补偿。

滞后补偿使主极点频率降低,即放大器频带变窄。

如补偿后只有一个极点,则被称为单极点,如线②。

超前补偿:凡是使相移减小的补偿即被称为超前补偿,超前补偿使幅频特性曲线出现零点,即放大器频带变宽。

在零点处输出信号比输入信号相位超前45°,幅频特性曲线按+20dB/10倍频程斜率变化。

补偿办法是将零点与补偿前
的一个极点重合,如 1.输入端的滞后补偿网络(外部滞后补偿)
在集成运放的两输入端之问并一串联的电阻(RB)、电容(CB)的网络被称为输入端的滞后补偿。

这种补偿使通频带变窄,适用于对频带要求不高的电路。

这种方法也有助于提高集成运放的上升速率。

RB,CB的估算方法(I)
在放大器增益给定的条件下暂时短接CB,在集成运放两输入端之间并
联RB,RB的值由大到小的改变,直至放大器进入临界稳定状态。

这时可用示波器看到近似正弦波。

并用示波器水平(时间)轴测出振荡周期,换算出振荡频
率fo实际是放大器的放大倍数等于1时的频率。

补偿电容CB的值可按下式估算,即
CB》1/(RB*f)
2.反馈端超前补偿
将补偿电容并在闭环放大器的外部反馈电阻上。

其补偿原理如(1)抵消第二个极点的补偿。

运算放大器的相位补偿

运算放大器的相位补偿

运算放大器的相位补偿
运算放大器的相位补偿是一种技术,用于调整运算放大器的频率响应,以获得所需的频率特性。

相位补偿可以通过以下几种方法实现:
1.超前补偿:通过在运算放大器的反馈回路中加入超前补偿网络,可以减小相位滞后,提高电路的稳定性。

超前补偿网络通常由电阻和电容组成,可以调整电阻和电容的值,以获得所需的频率特性。

2.滞后补偿:通过在运算放大器的反馈回路中加入滞后补偿网络,可以增大相位滞后,从而降低电路的增益,提高电路的稳定性。

滞后补偿网络通常由电阻和电容组成,可以调整电阻和电容的值,以获得所需的频率特性。

3.超前-滞后补偿:通过在运算放大器的反馈回路中同时加入超前补偿网络和滞后补偿网络,可以同时调整相位超前和相位滞后,以获得更好的频率特性。

超前-滞后补偿通常用于复杂的应用场景,需要仔细调整各个参数。

在进行相位补偿时,需要注意以下几点:
1.补偿网络的元件值需要精确匹配,以确保获得所需的频率特性。

2.补偿网络的连接方式需要正确,以避免对电路造成不良影响。

3.补偿网络的位置需要合理选择,以确保对电路的频率响应进行有效的调整。

总之,相位补偿是运算放大器设计中非常重要的技术之一,可以有效地调整电路的频率响应,以获得所需的频率特性。

在实际应用中,需要根据具体的应用场景选择合适的补偿方法,并进行仔细的参数调整。

运放失调电压补偿方法

运放失调电压补偿方法

运放失调电压补偿方法
运放作为常见的电子元器件,被广泛应用于信号放大、滤波等各种电路中。

然而,由于运放内部存在一定的失调电压,会导致放大的信号不准确,影响电路的性能和稳定性。

因此,需要采取一些方法来进行失调电压的补偿。

一种常见的方法是使用电压补偿电路。

该电路的原理是在输入端添加一定的电压,使得运放的失调电压被抵消或者减小到一定程度。

其中,电压补偿电路有两种类型:差动式和单端式。

差动式电路对应着差分运放,它们能够消除共模信号,提高信噪比;而单端式电路对应着非差分运放,它们常常用于单端信号放大和滤波。

另一种方法是使用自动失调电压补偿电路。

该电路的原理是通过反馈电路来抵消失调电压,实现自动补偿。

这种方法的优势在于不需要外部干预,能够快速准确的补偿失调电压。

除了以上两种方法,还有一些其他的失调电压补偿方法,如温度补偿、电源抗扰等。

不同的应用场景需要选择不同的方法,以满足电路的性能和稳定性需求。

总的来说,运放失调电压是一种常见且不可忽略的问题,需要通过适当的补偿方法来解决。

在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的补偿方法,以提高电路的性能和稳定性。

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运算放大器的频率补偿

运算放大器的频率补偿

消除右半平面零点
方法1:消除零点 方法2:ω Z为负零点,与ωp2抵消
二级运放设计实例(optional)
约束条件
电源电压 设计描述
工艺
小信号增益
温度
频率响应,增 益带宽积GB
相位裕度PM
输入共模范围 (ICMR)
输出摆幅
转换速率
功耗
负载电容CL
特别注意一个结论,如下图所示,单位增益带宽即为第 一非主极点,此时的相位裕度为45˚。
第一非主极点、单位增益带宽、相位裕度的关系?
2019/10/17
频率补偿
22
PM的设计(补充材料)
设单位增益带宽GBW,极点fp1、fp2….fN 频率补偿
设极点fp3….fN远大于单位增益带宽GBW
上式两边求模就可得到在ω=ω1时系统闭环增益的
幅值:
Y X
( j1)

1 exp( jFA) F 1 exp( jFA)

1 F
exp( jFA) 1 exp( jFA)
稳定相位裕度
由于在深度反馈时系统在低频时的闭环增益为 |Y/X|≈1/F,所以有:
Y X
(
j1)
Y exp( jFA) X 1 exp( jFA)
相位裕度
稳定的边缘情况 例如,在GX处,相位=-175°
得到
Y X
(
j1
)

1
A( j1) FA( j1
)
Y X
(
j1 )

11.5 F
相位裕度(PM):定义为
PM=180°+∠FA(ω= ω1) 其中, ω1为增益交点频率(单位 增益带宽。

运放环路补偿

运放环路补偿

运放环路补偿1. 介绍运放环路补偿是一种技术手段,用于在运放电路中消除由于内外干扰引起的不稳定性和失真。

它通过采取适当的措施来改善运放电路的性能,以提高电路的精度、稳定性和可靠性。

2. 运放环路补偿原理运放环路补偿的原理是通过反馈将输出信号与输入信号进行比较,并在运放电路中引入相应的补偿网络来调整运放的增益和相位,使得输出信号更加准确和稳定。

3. 运放环路补偿的必要性3.1 电路的稳定性在运放电路中,由于温度、供电电压变化以及元件参数等因素的影响,电路的增益和相位往往会发生变化,从而引起输出信号的失真。

通过运放环路补偿,可以有效地抑制这些不稳定因素,提高电路的稳定性。

3.2 电路的精度运放的非理想性能,如偏置电流、漂移等都会导致电路的输出与输入信号存在一定的误差。

通过运放环路补偿,可以减小这些误差,提高电路的精度。

3.3 抑制噪声运放电路中的噪声会对输出信号产生干扰,从而影响电路的性能。

通过运放环路补偿,可以有效地抑制噪声对输出信号的影响,提高电路的信噪比。

4. 运放环路补偿的实现方法4.1 反馈电路设计在运放电路中引入适当的反馈电路是实现运放环路补偿的关键。

反馈电路可以根据电路的需求选择不同的类型,如电压反馈、电流反馈等,以提供相应的增益和相位调整功能。

4.2 补偿网络设计为了实现运放环路补偿,需要在反馈电路中引入补偿网络。

补偿网络的设计需要考虑电路的频率特性,以实现对电路增益和相位的调整。

4.3 参数调整与优化在运放环路补偿的实际应用中,需要对补偿网络的参数进行调整和优化。

通过合理选择和调整参数,可以使得电路的性能达到最佳状态,从而实现更高的精度和稳定性。

5. 运放环路补偿的应用领域5.1 测量仪器在各类测量仪器中,为了提高测量精度和稳定性,常常采用运放环路补偿技术。

通过对运放电路的补偿,可以减小仪器的误差和漂移,提高仪器的测量精度。

5.2 控制系统运放环路补偿技术也广泛应用于各类控制系统中。

共源共栅两级运放的补偿-概述说明以及解释

共源共栅两级运放的补偿-概述说明以及解释

共源共栅两级运放的补偿-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:共源共栅两级运放是一种常用的放大器电路,它由共源级和共栅级组成,具有高增益、低输入阻抗和宽带宽等优点。

然而,这种电路在实际应用中会存在一些问题,如频率响应不稳定、温度漂移大等。

为了解决这些问题,需要对共源共栅两级运放进行补偿。

本文将介绍两种常用的补偿方法,以提高运放电路的性能和稳定性。

通过对这些补偿方法的研究和应用,可以为电子工程师在实际设计中提供参考和借鉴。

json"1.2 文章结构":{"本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分介绍了文章的概述、结构和目的。

正文部分包括共源共栅两级运放的原理,以及两种补偿方法的介绍。

结论部分总结了本文的主要内容,展望了共源共栅两级运放的应用前景,并给出了结论。

"}1.3 目的本文旨在探讨共源共栅两级运放的补偿方法,通过分析其原理和现有的补偿方法,对比它们的优缺点,为工程师提供在实际设计中选择合适的补偿方法的参考依据。

同时,通过对共源共栅两级运放的补偿进行深入研究,可以更好地理解运放电路的工作原理,提高设计的准确性和稳定性。

最终,希望通过本文的分析,为工程师在实际项目中解决运放电路的补偿问题提供一定的帮助和启发。

2.正文2.1 共源共栅两级运放的原理共源共栅两级运放是一种常见的运放电路结构,由两级放大器级联而成。

在这种结构中,第一级是共源放大器,第二级是共栅放大器。

共源共栅结构的优点包括增益高、带宽宽、输入电阻大等。

在这种结构中,第一级的共源放大器起到了放大信号和提供输入阻抗的作用。

共源放大器的输入电阻高,可以有效地隔离输入信号源和第二级的共栅放大器,减少了输入端信号源的影响。

第二级的共栅放大器主要起到了增益放大和输出阻抗匹配的作用。

共栅放大器的输出电阻低,可以有效地驱动负载电路,同时提供稳定的输出信号。

整个运放电路的工作原理是:输入信号经过第一级的共源放大器放大,然后经过第二级的共栅放大器再次放大,最终输出到负载电路中。

运放的相位补偿

运放的相位补偿

运放的相位补偿为了让运放能够正常工作,电路中常在输入与输出之间加一相位补偿电容。

1,关于补偿电容理论计算有是有的,但是到了设计成熟阶段好象大部分人都是凭借以前的调试经验了,一般对于电容大小的取值要考虑到系统的频响(简单点说加的电容越大,带宽越窄),然后就是振荡问题;如果你非要计算,可以看看运放的输入端的分布电容是多大,举个例子,负反馈放大电路就是要保证输入端的那个电阻阻值和分布电容的乘积=反馈电阻的阻值和你要加的电容的乘积......2,两个作用1. 改变反馈网络相移,补偿运放相位滞后2. 补偿运放输入端电容的影响(其实最终还是补偿相位……)因为我们所用的运放都不是理想的。

一般实际使用的运算放大器对一定频率的信号都有相应的相移作用,这样的信号反馈到输入端将使放大电路工作不稳定甚至发生振荡,为此必须加相应的电容予以一定的相位补偿。

在运放内部一般内置有补偿电容,当然如果需要的话也可在电路中外加,至于其值取决于信号频率和电路特性运放输入补偿电容一般线性工作的放大器(即引入负反馈的放大电路)的输入寄生电容Cs会影响电路的稳定性,其补偿措施见图。

放大器的输入端一般存在约几皮法的寄生电容Cs,这个电容包括运放的输入电容和布线分布电容,它与反馈电阻Rf组成一个滞后网络,引起输出电压相位滞后,当输入信号的频率很高时,Cs的旁路作用使放大器的高频响应变差,其频带的上限频率约为:ωh=1/(2πRfCs)若Rf的阻值较大,放大器的上限频率就将严重下降,同时Cs、Rf引入的附加滞后相位可能引起寄生振荡,因而会引起严重的稳定性问题。

对此,一个简单的解决方法是减小Rf的阻值,使ωh高出实际应用的频率范围,但这种方法将使运算放大器的电压放大倍数下降(因Av=-Rf/Rin)。

为了保持放大电路的电压放大倍数较高,更通用的方法是在Rf上并接一个补偿电容Cf,使RinCf网络与RfCs网络构成相位补偿。

RinCf将引起输出电压相位超前,由于不能准确知道Cs的值,所以相位超前量与滞后量不可能得到完全补偿,一般是采用可变电容Cf,用实验和调整Cf的方法使附加相移最小。

运算放大器的补偿方法:Miller补偿

运算放大器的补偿方法:Miller补偿

运算放大器的补偿方法:M川er补偿目录1 .序言 (1)2 .米勒效应(Mi1IerEffeCt) (1)3 .米勒电容 (2)4 .MiHer补偿的定义: (3)5 .MiHer补偿的作用-极点分裂 (4)5.1.计算理解: (4)5.2.框图理解 (5)6.利用米勒补偿 (6)1.序百为了放大器应用中的稳定性,运算放大器必须进行补偿,常见的补偿方法有主极点补偿,mi11er补偿、超前/滞后补偿等。

其中MiIIer补偿是一种常见且有效的补偿方法,在经典运放uA741中用到了mi11er补偿:2.米勒效应(MinerEffeCt)在前一篇关于频率补偿的文章中,我们发现制作第一极点需要数十纳法的并联电容。

而另一方面,米勒补偿只需要皮法。

怎么会这样?答案是由米勒效应(MinerEffeCt)提供的。

米勒效应(Mi1IerEffeCt)是指当电容器从具有大负增益的放大器的输入连接到输出时发生的等效电容的增加。

这个概念如图1所示。

施加的电压V的响应,如图1(a)所示,电容器C以电流i=C*dv∕dt响应;如果我们现在以反馈的方式将相同的电容器C连接到具有增益的反相电压放大器,如图1(b)所示,则电流变为:.「矶"一(一为切dυ(1+a)v2=C ----------------- - ------------- =C -------------- - ----------- U归物仁鼠网u!sιdιsdt dt遍@万物云毂网等式13.米勒电容等式1中的量CM被称为米勒电容并且计算如下:仁_∩I n∖r>/二万物云每网匚IsmisGM—J十QtJG 空@万物云畿网等式换句话说,反射到输入的反馈电容C乘以1+av。

这使得可以用相对小的物理电容器合成大电容。

参考图8的PSpice电路,我们有:CM=(1+Gm2*R2)*Cf=(1+250)*9.90pF=2.485nFR1看到的总电容为Ctota1=CM+C1=2.51nF,因此主极点频率为1/(2πR1*Ctota1)=63.4Hz,与上面通过PSpice测量的值一致。

运放 恒流源 相位补偿

运放 恒流源 相位补偿

运放恒流源相位补偿
在运放(运算放大器)的电路中,相位补偿是为了确保电路的稳定性和正常工作。

相位补偿主要解决两个问题:
改变反馈网络相移:运放都有一定的相位滞后,这可能导致信号反馈到输入端时,放大电路工作不稳定甚至发生振荡。

为了补偿这种相位滞后,常常需要在电路中加入相位补偿环节。

补偿运放输入端电容的影响:实际使用的运放对一定频率的信号都有相应的相移作用,这种相移会导致信号的失真。

为了减小这种失真,可以在电路中加入补偿电容,用以补偿运放输入端电容的影响。

恒流源在运放电路中的应用主要是为电路提供稳定的电流,确保电路在各种工作条件下都能保持稳定的性能。

恒流源与相位补偿的结合使用,可以进一步提高电路的稳定性和性能。

相位补偿的具体方法包括滞后补偿、超前补偿和滞后-超前补偿等。

其中,滞后补偿使主极点频率降低,即放大器频带变窄;而超前补偿则使幅频特性曲线出现零点,即放大器频带变宽。

在选择补偿电容时,需要注意其值的大小会影响到电路的性能。

如果补偿电容过大,可能会导致电路的带宽变窄;而补偿电容过小,则可能无法完全补偿运放的相位滞后,导致电路仍然不稳定。

因此,需要根据具体的电路参数和性能要求来选择合适的补偿电容值。

运算放大器(3)

运算放大器(3)

稳定相位裕度
由上式可以看出: 由上式可以看出:
上式的值大于1,即表示在ω 当PM<60°时,上式的值大于 ,即表示在 = ω1处系统的闭环频率响应存在一个尖峰,这表示该 处系统的闭环频率响应存在一个尖峰, 系统稳定,但可能还存在减幅振荡。 系统稳定,但可能还存在减幅振荡。 上式的值为1, 当PM=60°时,上式的值为 ,表明此时在系统 的闭环频率响应中频率峰值已不存在。 的闭环频率响应中频率峰值已不存在。这表示反馈 系统的阶跃响应出现小的减幅振荡现象, 系统的阶跃响应出现小的减幅振荡现象,系统稳定 而且快速。所以通常认为PM=60°是最合适的相 而且快速。所以通常认为 位裕度。 位裕度。 系统虽然很稳定, 当PM>60°时,系统虽然很稳定,但是其时间响 应速度减慢了。 应速度减慢了。
频率补偿
补偿方法概述
根据系统稳定的条件可以得到补偿的两种方法: 根据系统稳定的条件可以得到补偿的两种方法:
使系统总的相移减至最小, 使系统总的相移减至最小,即使∠FA达到-180°的频 达到 率值增大,即在电路设计时要求尽量减少系统的极点数, 率值增大,即在电路设计时要求尽量减少系统的极点数, 也即尽量减少放大器的级数,因此会降低增益、 也即尽量减少放大器的级数,因此会降低增益、限制输 出摆幅。 出摆幅。 降低环路增益,使其幅值|FA|减小,从而减小 减小, 降低环路增益,使其幅值 减小 从而减小|FA|为 为 零时的频率,这种方法保持了低频增益和输出摆幅, 零时的频率,这种方法保持了低频增益和输出摆幅,但 在更低频率时增益下降、带宽减小。 在更低频率时增益下降、带宽减小。
在运放的实际设计中选用频率补偿方法: 在运放的实际设计中选用频率补偿方法:
首先在满足运放的其它指标下尽量减少运放的极点数。 首先在满足运放的其它指标下尽量减少运放的极点数。 然后如不能达到系统稳定工作的条件, 然后如不能达到系统稳定工作的条件,则必须进行频率 补偿,以使 为零时的频率减小。 补偿,以使|FA|为零时的频率时的闭环增 益为|Y/X|≈1/F,所以有: ,所以有: 益为

运放频率补偿

运放频率补偿

运放频率补偿运放频率补偿是指在运放电路中,通过采取一定的措施来提高运放的频率响应的方法。

在实际应用中,运放的频率响应往往会受到多种因素的影响,如输入电容、输出电容、开环增益、内部电容等。

为了提高运放的频率响应,可以采取以下几种常见的补偿方法。

一、极点补偿在运放的传递函数中,如果极点位置导致频率响应下降,可以通过极点补偿来提高运放的频率响应。

极点补偿是指在运放电路中增加一个或多个补偿电容,使得极点位置移动到更高的频率位置,从而提高运放的频率响应。

二、零点补偿在运放的传递函数中,如果零点位置导致频率响应上升,可以通过零点补偿来改善运放的频率响应。

零点补偿是指在运放电路中增加一个或多个补偿电容,使得零点位置移动到更低的频率位置,从而改善运放的频率响应。

三、带宽增强带宽增强是通过改变运放的内部结构或采用特殊的电路技术来提高运放的频率响应。

其中一种常见的方法是采用高频增益补偿技术,通过在运放电路中增加一个或多个高频增益电路,使得运放在高频范围内具有更高的增益,从而提高运放的频率响应。

四、电流镜补偿电流镜补偿是通过在运放电路中增加一个或多个电流镜电路来改善运放的频率响应。

电流镜补偿的原理是通过在运放电路中引入一个高频的反馈路径,使得运放在高频范围内具有更高的增益,从而提高运放的频率响应。

五、反馈补偿反馈补偿是通过改变运放的反馈网络来提高运放的频率响应。

其中一种常见的方法是采用电容负反馈技术,通过在运放的反馈网络中增加一个或多个电容,使得运放在高频范围内具有更高的增益,从而提高运放的频率响应。

运放频率补偿在实际应用中具有重要意义。

对于需要处理高频信号的电路,如音频放大器、射频前端等,提高运放的频率响应可以保证信号的传输质量和准确性。

同时,在一些特殊的应用场合,如超声波传感器、精密测量仪器等,运放频率补偿也可以提高系统的稳定性和灵敏度。

运放频率补偿是提高运放电路频率响应的重要方法。

通过极点补偿、零点补偿、带宽增强、电流镜补偿和反馈补偿等手段,可以有效地提高运放的频率响应。

运放电路的补偿

运放电路的补偿

运放电路的补偿
运放电路的补偿是指在设计和调试过程中,为了使运放电路的性能更加稳定和可靠,对电路进行一系列的优化和调整。

一般来说,运放电路需要进行两种类型的补偿:频率补偿和稳定性补偿。

频率补偿是指通过对电路的电容、电阻等元件进行调整,使得运放电路在不同频率下的增益、相位等性能指标可以保持稳定。

这种补偿方法主要应用于高频运放电路中,如功率放大器、滤波器等。

稳定性补偿是指通过对运放电路的反馈回路进行调整,使得电路的输出稳定性更高、抗干扰能力更强。

在运放电路中,反馈回路的设计和调整非常重要,因为反馈回路的稳定性直接影响整个电路的性能和可靠性。

总之,对于运放电路的补偿,设计师需要深入了解电路的工作原理和性能特点,结合实际应用需求,通过合理的元件选型、电路布局和参数调整等手段,使得电路在不同工作条件下能够保持稳定、可靠的性能表现。

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运放环路补偿

运放环路补偿

运放环路补偿
运放环路补偿是现代电子学中非常重要的一环,运放是现代电子学中
的重要器件之一,它负责电路中的放大、波形整形、振荡等多种功能。

但运放的性能表现往往受到各种环境的干扰,如温度变化、电源电压
波动等,这就需要进行环路补偿。

环路补偿的思路是通过将特定类型的信号反馈到运放的输入端上,使
得运放的输出与输入之间的衔接更为稳定。

补偿电路中的元器件一般
为电阻、电容等,通过调整其数值可以达到多种不同的补偿效果。

同时,在实际应用中,还需要考虑到电路中的其他因素,如工作频率、
输出功率等,以选择合适的环路补偿方案。

运放环路补偿有许多应用,其中最为常见的是在放大电路中。

在放大
电路中,运放输出的信号将传递到下一级电路中,但下一级电路的输
入阻抗往往较低,容易对前级电路造成影响。

通过环路补偿,可以将
部分信号反馈到运放的输入端上,以保证前后级电路之间的衔接更为
稳定。

另外,运放环路补偿还可以用于滤波电路中。

在滤波电路中,通常需
要考虑到不同频率信号之间的串扰,以及信号失真等问题。

通过采用
合适的环路补偿方案,可以将这些问题最小化。

总之,运放环路补偿是一种非常重要的电子学技术,它可以大幅提高电路的性能表现和稳定性,被广泛应用于各种电路中,如放大电路、滤波电路等。

在实际应用中,需要根据电路的需求,结合环境因素与各种参数,精心设计合适的补偿方案。

集成运放全整理

集成运放全整理

集成运放全整理集成运放集成运放全整理一.运放的选择通常情况下,在设计集成运放应用电路时,没有必要研究运放的内部电路,而是根据设计要求寻求具有相应性能指标的芯片。

因此,了解运放的类型,理解运放主要性能指标的物理意义,是正确选择运放的前提。

应根据以下几方面的要求选择运放。

1.信号源的性质根据信号源是电压源还是电流源、内阻大小、输入信号的幅值及频率的变化范围等,选择运放的差模输入电阻rid、-3dB带宽(或单位增益带宽)、转换速率SR等指标参数。

2.负载的性质根据负载电阻的大小,确定所需运放的输出电压和输出电流的幅值。

对于容性负载或感性负载,还要考虑它们对频率参数的影响。

3.精度要求对模拟信号的处理,如放大、运算等,往往提出精度要求;如电压比较,往往提出响应时间、灵敏度要求。

根据这些要求选择运放的开环差模增益Aod、失调电压UIO、失调电流IIO(值小表明直流特性好)及转换速率SR(越大反映交流特性好)等指标参数。

故对音频视频交流信号电路选转换苏柳较大的的,对处理微弱直流声信号电路宜选用失调电流失调啊电压和温漂较小的。

4.环境条件根据环境温度的变化范围,可正确选择运放的失调电压及失调电流的温漂dUIO/dT、dIIO/dT等参数;根据所能提供的电源(如有些情况只集成运放能用干电池)选择运放的电源电压;根据对功耗有无限制,选择运放的功耗;等等。

根据上述分析就可以通过查阅手册等手段选择某一型号的运放了。

不过,从性能价格比方面考虑,应尽量采用通用型运放,只有在通用型运放不满足应用要求时才采用特殊型运放。

二.使用时必做的工作1.集成运放的外引脚(管脚)目前集成运放的常见封装方式有金属壳封装合双列直插式封装,而且以后者居多。

双列直插式有8、10、12、14、16管脚等种类,虽然它们的外引线排列日趋标准化,但各制造厂仍略有区别。

因此,使用运放前必须查阅有关手册,辨认管脚,以便正确连线。

2.参数测量使用运放之前往往要用简易测试法判断其好坏,例如用万用表中间挡(“×100Ω”或“×1kΩ”挡,避免电流或电压过大)对照管脚测试有无短路和断路现象。

运放相位补偿电容

运放相位补偿电容

运放相位补偿电容运放相位补偿电容是一种常用的电路元件,它在电子电路设计和实验中起到重要作用。

本文将介绍运放相位补偿电容的原理、应用以及选取等方面的内容,旨在为读者提供全面的指导。

首先,我们来了解一下运放相位补偿电容的原理。

运放是一种重要的电子器件,用于放大信号并保持良好的相位响应。

然而,由于运放本身的内部结构和元件参数的特性,可能会导致相位延迟或相位提前的现象。

为了解决这个问题,引入了相位补偿电容。

运放相位补偿电容通过选择合适的电容值来调整运放的相位特性,使得放大的信号在频率响应上保持相位一致。

这样,可以避免信号失真和频率失真的情况发生,提高电路的性能和稳定性。

然后,让我们来看一看运放相位补偿电容的应用领域。

运放相位补偿电容广泛应用于各种电子电路、电子设备以及通信系统中。

例如,在音频放大器中,运放相位补偿电容可以用于保证音质的清晰度和准确性;在高频射频放大器中,相位补偿电容可用于保证信号的稳定性和传输质量;在数据通信系统中,运放相位补偿电容也能起到重要的作用,确保传输信号的准确性和可靠性。

总之,无论是在家庭电子产品还是工业设备中,运放相位补偿电容都扮演着关键的角色。

最后,我们来谈谈运放相位补偿电容的选取方法。

在选择运放相位补偿电容时,需要考虑电路的工作频率和信号的特性。

一般来说,较低的频率对应着较大的相位延迟,而较高的频率对应着较大的相位提前。

因此,需要根据具体实际情况选择合适的电容值,以实现理想的相位补偿效果。

此外,还需考虑电容的耐压和温度特性,以确保电路的安全性和稳定性。

综上所述,运放相位补偿电容在电子电路设计和实验中起到关键作用。

本文对其原理、应用及选取进行了详细介绍,希望读者通过本文的指导,能更好地理解和应用运放相位补偿电容,提升电路性能和信号质量。

运放的超前补偿

运放的超前补偿

运放的超前补偿TI 的运放手册《Op Amps For Everyone 》的第八章“电压反馈运放的补偿”讲过运放的超前补偿,个人觉得讲得不是很明白,以下用几个图和公式来更清楚地说明这个问题,作者水平有限欢迎各位指正。

in out aV V = (2)out f g greturn V CR R R V //+=(3)其中a 是运放的增益,注意推导开环增益不能使用“虚短”“虚断”的概念,假设运放的反相输入端2脚断开,通过求Vreturn 和Vin 的关系可以算出开环增益,综合(1),(2),(3)可以得出:理想的同相运放开环增益如(5)式所示;gf g R R R aA +=β (5)一般运放的增益a 可以用二阶式子代替(假设1/1τ<1/2τ):)1)(1(121++=s s a ττ (6)同理,比较(4)式和(5)式,超前补偿则可理解为,开环传函引入了一个新的零点和一个新的极点,但是Rf>Rg||Rf ,所以在波特图上,零点的位置总是在极点位置的左边,可补偿的时候,我们总是设法让(4)式中的零点与极点1/2τ相抵消。

下面从波特图上分析,波特图如下图所示:dB0dB1/RF C1/(R F ||R G )Clg(f)图 2图中可以看出,补偿后的开环传递函数增益明显“上移”,联想到运放的增益补偿就可以初步推断:开环增益增大一般会导致闭环增益减小,从而闭环波特图下移,带宽减小,噪声减小,稳定性增加。

可以计算得出,经过补偿后,系统的闭环传递函数为:(7) 图1所示电路图若采用反相结构,则闭环传递函数为:(8)而未补偿的理想的闭环传递函数为:(9)分析(7)、(8)两式均可以发现,相对于未补偿之前的运放,反相运放引入了极点,同相运放引入的极点总是在引入的零点左边。

故反映到闭环波特图上就能发现,它们的带宽均减小,带宽减小故噪声减小。

实际上,这就是一个一阶低通滤波器。

下面看超前补偿对于运放寄生电容的补偿示例:如图3所示,加电容C 的目的是为了消除运放输入寄生电容Cs 对稳定性的影响。

运放电路的补偿

运放电路的补偿

运放电路的补偿
运放电路的补偿是一项非常重要的工作,可以大大提高电路的性能和稳定性。

在运放电路中,如果没有正确地进行补偿,就会出现稳定性问题和失真问题,影响电路的工作效果。

因此,对于运放电路的设计和调试中,补偿是一个必要的步骤。

运放电路的补偿主要包括两种方式:外部补偿和内部补偿。

其中,外部补偿主要是通过添加电容或电阻来实现的,可以有效地提高电路的相位裕度和增益裕度。

内部补偿则是通过内部电路设计和参数调整来实现的,能够更好地控制电路的稳定性和失真程度。

在进行运放电路的补偿时,需要注意以下几点:首先,要选择合适的补偿方法和参数,根据电路的实际情况进行调整;其次,要注意补偿对电路的影响,避免出现不必要的失真和稳定性问题;最后,要进行充分的测试和验证,确保电路的性能和稳定性达到要求。

总之,运放电路的补偿是一个非常重要的工作,可以大大提高电路的性能和稳定性。

正确地进行补偿设计和调试,可以有效地避免电路出现问题,保证电路的正常工作。

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运放补偿电容的作用

运放补偿电容的作用

运放补偿电容的作用一般实际使用的运算放大器对一定频率的信号都有相应的相移作用,这样的信号反馈到输入端将使放大电路工作不稳定甚至发生振荡,为此必须加相应的电容予以一定的相位补偿。

在运放内部一般内置有补偿电容,当然如果需要的话也可在电路中外加,至于其值取决于信号频率和电路特性运放输入补偿电容一般线性工作的放大器(即引入负反馈的放大电路)的输入寄生电容Cs会影响电路的稳定性,其补偿措施见图。

放大器的输入端一般存在约几皮法的寄生电容Cs,这个电容包括运放的输入电容和布线分布电容,它与反馈电阻Rf组成一个滞后网络,引起输出电压相位滞后,当输入信号的频率很高时,Cs的旁路作用使放大器的高频响应变差,其频带的上限频率约为:ωh=1/(2πRfCs)若Rf的阻值较大,放大器的上限频率就将严重下降,同时Cs、Rf 引入的附加滞后相位可能引起寄生振荡,因而会引起严重的稳定性问题。

对此,一个简单的解决方法是减小Rf的阻值,使ωh高出实际应用的频率范围,但这种方法将使运算放大器的电压放大倍数下降(因Av=-Rf/Rin)。

为了保持放大电路的电压放大倍数较高,更通用的方法是在Rf上并接一个补偿电容Cf,使RinCf网络与RfCs网络构成相位补偿。

RinCf将引起输出电压相位超前,由于不能准确知道Cs的值,所以相位超前量与滞后量不可能得到完全补偿,一般是采用可变电容Cf,用实验和调整Cf的方法使附加相移最小。

若Rf=10kΩ,Cf的典型值丝边3~10pF。

对于电压跟随器而言,其Cf值可以稍大一些。

运放输出电容的补偿对于许多集成运算放大电路,若输出负载电容CL的值比100pF大很多,由于输出电容(包括寄生电容)与输出电阻将造成附加相移,这个附加相移的累加就可能产生寄生振荡,使放大器工作严重不稳定。

解决这一问题的方法是在运放的输出端串联一个电阻Ro,使负载电容CL 与放大电路相隔离,如图所示,在Ro的后面接反馈电阻Rf,这样可以补偿直流衰减,加反馈电容Cf会降低高频闭环电压放大倍数,Cf的选取方法是:使放大电路在单位增益频率fT时的容抗Xcf≤Rf/10,又Xf=l/(2πfTCf),一般情况下,Ro=50~200Ω,Cf约为3~10pF。

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运放的超前补偿
TI 的运放手册《Op Amps For Everyone 》的第八章“电压反馈运放的补偿”讲过运放的超前补偿,个人觉得讲得不是很明白,以下用几个图和公式来更清楚地说明这个问题,作者水平有限欢迎各位指正。

in out aV V = (2)
out f g g
return V C
R R R V //+=
(3)
其中a 是运放的增益,注意推导开环增益不能使用“虚短”“虚断”的概念,假设运放的反相输入端2脚断开,通过求Vreturn 和Vin 的关系可以算出开环增益,综合(1),(2),(3)可以得出:
理想的同相运放开环增益如(5)式所示;
g
f g R R R a
A +=β (5)
一般运放的增益a 可以用二阶式子代替(假设1/1τ<1/2τ):
)
1)(1(1
21++=
s s a ττ (6)
同理,比较(4)式和(5)
式,超前补偿则可理解为,开环传函引入了一个新的零点和一个新的极点,但是Rf>Rg||Rf ,所以在波特图上,零点的位置总是在极点位置的左边,可
补偿的时候,我们总是设法让(4)式中的零点与极点1/2τ相抵消。

下面从波特图上分析,波特图如下图所示:
dB
0dB
1/R
F C
1/(R F ||R G )C
lg(f)
图 2
图中可以看出,补偿后的开环传递函数增益明显“上移”,联想到运放的增益补偿就可以初步推断:开环增益增大一般会导致闭环增益减小,从而闭环波特图下移,带宽减小,噪声减小,稳定性增加。

可以计算得出,经过补偿后,系统的闭环传递函数为:
(7) 图1所示电路图若采用反相结构,则闭环传递函数为:
(8)
而未补偿的理想的闭环传递函数为:
(9)
分析(7)、(8)两式均可以发现,相对于未补偿之前的运放,反相运放引入了极点,同相
运放引入的极点总是在引入的零点左边。

故反映到闭环波特图上就能发现,它们的带宽均减小,带宽减小故噪声减小。

实际上,这就是一个一阶低通滤波器。

下面看超前补偿对于运放寄生电容的补偿示例:
如图3所示,加电容C 的目的是为了消除运放输入寄生电容Cs 对稳定性的影响。

Cs 来自哪里? ——来自封装的引脚,或者PCB 走线,又或者图中Rg 的寄生电容。

Cs 的大小一般在几pF
左右。

分析的时候可以用一个电容并联在Rg 两端来等效该寄生电容。

图 3
可以初步判断,一旦输入信号Vin 的频率较高,C1的影响便不可忽略了。

可见,系统开环传递函数引入了一个极点,这个极点有可能导致系统不稳定。

下面推导引入了补偿的运放的开环传递函数,电路图如下图:
图 4
由图可知,
21212
11211//////////C C C C R R C C R R R C R R a C R C R C R a V V A f g f g g
g f f g g in return
++++
=+==

(β
=21212
11//C C C C R R C C C R R R R a
f g f f g g
++++)

对上面的结果进行拉氏变换求得开环传递函数:
1
//1
212++++=s C C R R s C R R R R a
A f g f f g g
β (11)
为了让C2完全补偿掉C1的影响,必须让2C R f =)(21//C C R R f g +,化简后可得补偿的条件:
2C R f =1C R g (12)
这里的补偿跟前面所讲的“超前补偿”又有所区别,因为这里零点的位置并没有要求与极点1/2τ的位置一致,这是需要注意的地方。

当然,这只是式子,实际应用中C1并不知道具体值,所以补偿电容得凭经验和实
际调试去选择。

前面的分析相必都不难,仔细观察(9)式,你会发现什么?
如果你了解阻容分压的原理,你会发现,这不就是阻容分压器么?
可以推出条件
2211C R C R =
可以发现,这个条件跟咱们超前补偿的条件是一模一样的,有没有发现,知识都是相通的,通过阻容分压器反过来去理解运放的超前补偿,不就是在反馈电阻并联一个电容,使得运放的反馈点的电压不随频率变化,而只随幅值变化么?想必,你已经有更多的理解了吧!。

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