如何应对运算放大器电容负载
运放输出有滞后的原因
运放输出有滞后的原因运放是一种重要的电子元件，常被用于放大信号、增加电压和电流等应用中。
然而，有时我们会发现运放输出的信号存在一定的滞后现象，即输出信号的响应速度比输入信号慢。
造成运放输出有滞后的原因有以下几种。
1. 负载电容效应：运放输出端连接有负载电容，当输入信号发生变化时，负载电容需要充电或放电，导致输出信号的响应有一定的延迟。
这种滞后效应可以通过增加运放输出级的驱动能力或减小负载电容来减少。
2. 内部频率补偿电容：为了保持运放的稳定性和频率响应，往往在运放的内部添加了补偿电容。
这样的设计会导致输出信号存在滞后现象。
我们可以考虑更高的运放增益带宽积（GBW）或使用更快的运放来减小滞后。
3. 输入电容效应：运放输入端可以看作一个电容。
当输入信号发生变化时，输入电容需要充电或放电，导致输出信号有一定的滞后。
我们可以选择更高的运放带宽或减小输入电容来改善滞后。
4. 外部电容效应：运放的非理想性导致外部电容的存在。
这些外部电容可以是由于元件布局和线路布线引起的。
这种电容会导致输出信号滞后，所以在电路的设计中应尽量减小外部电容的影响。
5. 运放的反馈网络：运放通常会通过反馈电阻和电容来调整增益和频率响应。
这些反馈网络也会导致输出信号有一定的滞后现象。
合理选择反馈元件的值可以减小滞后。
综上所述，运放输出有滞后的原因主要包括负载电容效应、内部频率补偿电容、输入电容效应、外部电容效应和运放的反馈网络。
在运放电路的设计和选择中，我们可以通过增加运放的驱动能力、提高增益带宽积、减小负载和输入电容、优化布线和反馈网络等方法来减小滞后效应，以满足特定的应用需求。
运算放大器容性负载驱动问题
运算放大器容性负载驱动问题·中国绿网·问：为什么我要考虑驱动容性负载问题?答：通常这是无法选择的。
在大多数情况下，负载电容并非人为地所加电容。
它常常是人们不希望的一种客观存在，例如一段同轴电缆所表现出的电容效应。
但是在有些情况下，要求对运算放大器的输出端的直流电压进行去耦。
例如，当运放被用作基准电压的倒相或驱动一个动态负载时。
在这种情况下，你也许在运放的输出端直接连接旁路电容。
不论哪种情况，容性负载都要对运放的性能有影响。
问：容性负载如何影响运放的性能?答：为简单起见，可将放大器看成一个振荡器。
每个运放都有一个内部输出电阻RO，当它与容性负载相接时，在运放传递函数上产生一个附加的极点。
正如图1(b)波特图幅频特性曲线表示，附加极点的幅频特性斜率比主极点20dB/十倍频程更徒。
从相频特性曲线图1(c)中可以看出，每个附加极点的相移都增加-90°。
我们可用图1(b)或图1(c)来判断电路的稳定性。
从图1(b)中可以看出，当开环增益和反馈衰减之和大于1时，电路会不稳定。
同样，在图1(c)中，如果某一工作频率低于闭环带宽，在这个频率下环路相移超过-180°时，运放会出现振荡。
电压反馈型运算放大器(VFA)的闭环带宽等于运放增益带宽积(GBP，或单位增益频率)除以电路闭环增益(ACL )。
运算放大器电路的相位裕度定义为使电路不稳定所要求的闭环带宽处对应的附加相移(即环路相移十相位裕度=-180°)。
当相位裕度为0时，环路相移为-180°，此运放电路不稳定。
通常，当相位裕度小于45°时，会出现问题，例如频响“尖峰”，阶跃响应中的过冲或“振铃”。
为了使相位裕度留有余地，容性负载产生的附加极点至少应比电路的闭环带宽高10倍，如果不是这样电路可能不稳定。
问：那么我应该如何处理容性负载?答：首先我们应该确定运放是否能稳定地驱动自身负载。
许多运放数据手册都给出“容性负载驱动能力”这项指标。
电容感性负载驱动——超声功率放大器 功率放大器常见问题解决方法
电容感性负载驱动——超声功率放大器功率放大器常见问题解决方法随着电子试验室的测试讨论升级，很多试验测试都需要用到信号源、示波器、超声功率放大器等测试仪器，压电陶瓷晶片是一种结构简单且灵活的电学器件，当电压作用于压电陶瓷时，就会随电压和频率的变化产生机械变形；在很多测试中驱动都需要高电压、大功率。
电容性负载驱动：压电器件电压放大器当振动压电陶瓷时，则会产生相应电荷。
压电陶瓷晶片适合机械形变、振动、次声波、声波和超声波和次声波的产生和检测，具有灵敏度高，无磁场散播外溢，不用铜线和磁铁，成本低耗电少，便于大量生产等优点而获得了广泛应用。
常见的压电器件包括：压电陶瓷片、压电传感器、压电换能器等。
ATA—2000系列是一款理想的可放大交、直流信号的超声功率放大器。
大差分输出1600Vp—p （800V）高压，可以驱动高压型负载。
电压增益数控可调，一键保存常用设置，为您供应了便利简洁的操作选择，同时双通道高压放大器输出还可同步调整，可与主流的信号发生器配套使用，实现信号的放大。
电感性负载驱动：磁场线圈亥姆霍兹线圈，是指假如有一对相同的载流圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向电流，当线圈间距等于线圈半径时，两个载流线圈的总磁场在轴的中点相近的范围内是均匀的。
亥姆霍兹线圈紧要用途是，产生标准磁场；霍尔探头和各种磁强计的定标；地磁场的补偿；磁屏蔽效果的判定；空间辐射磁场的测量和排出；物质磁特性的讨论；生物磁性的讨论等等。
ATA—3000系列功率放大器是一款理想的可放大交、直流信号的功率放大器。
大输出功率810W，可以驱动功率型负载。
电压增益数控可调，一键保存常用设置，为您供应了便利简洁的操作选择，可与主流的信号发生器配套使用，实现信号的放大。
功率放大器原理如何？高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以充分发送功率的要求；然后经过天线将其辐射到空间，保证在确定区域内的接收机可以接收到充分的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。
十八、运放容性负载问题
十八、运放容性负载问题18 运算放大器容性负载驱动问题Grayson King,Analog Devices Inc.问：为什么我要考虑驱动容性负载问题?答：通常这是无法选择的。
在大多数情况下，负载电容并非人为地所加电容。
它常常是人们不希望的一种客观存在，例如一段同轴电缆所表现出的电容效应。
但是在有些情况下，要求对运算放大器的输出端的直流电压进行去耦。
例如，当运放被用作基准电压的倒相或驱动一个动态负载时。
在这种情况下，你也许在运放的输出端直接连接旁路电容。
不论哪种情况，容性负载都要对运放的性能有影响。
问：容性负载如何影响运放的性能?答：为简单起见，可将放大器看成一个振荡器。
每个运放都有一个内部输出电阻RO，当它与容性负载相接时，在运放传递函数上产生一个附加的极点。
正如图1(b)波特图幅频特性曲线表示，附加极点的幅频特性斜率比主极点20dB/十倍频程更徒。
从相频特性曲线图1(c)中可以看出，每个附加极点的相移都增加-90°。
我们可用图1(b)或图1(c)来判断电路的稳定性。
从图1(b)中可以看出，当开环增益和反馈衰减之和大于1时，电路会不稳定。
同样，在图1(c)中，如果某一工作频率低于闭环带宽，在这个频率下环路相移超过-180°时，运放会出现振荡。
电压反馈型运算放大器(VFA)的闭环带宽等于运放增益带宽积(GBP，或单位增益频率)除以电路闭环增益(A CL )。
运算放大器电路的相位裕度定义为使电路不稳定所要求的闭环带宽处对应的附加相移(即环路相移十相位裕度=-180°)。
当相位裕度为0时，环路相移为-180°，此运放电路不稳定。
通常，当相位裕度小于45°时，会出现问题，例如频响“尖峰”，阶跃响应中的过冲或“振铃”。
为了使相位裕度留有余地，容性负载产生的附加极点至少应比电路的闭环带宽高10倍，如果不是这样电路可能不稳定。
问：那么我应该如何处理容性负载?答：首先我们应该确定运放是否能稳定地驱动自身负载。
运放输出端口有大电容负载的补偿方法
运放输出端口有大电容负载的补偿方法1. 增加模拟电路的稳定性和响应速度是处理运放输出端口大电容负载的关键挑战之一。
2. 为了解决这一问题，可以使用零极点补偿技术，其中在运放的反馈回路内引入零点和极点，以稳定输出电路并降低阶跃响应的过冲和振荡。
3. 另一种方法是使用毛切斯稳定器（Tsu75或Tsu77），它是一种特殊的负反馈网络，可提供额外的相位裕度和频率稳定性，有助于应对大电容负载的挑战。
4. 采用多级增益放大器设计，以降低输出阻抗，提高电路的带宽和稳定性。
5. 通过添加补偿电容或电感来抵消输出电路中由大电容负载引起的相位延迟，以维持系统的稳定性。
6. 采用交叉耦合技术，通过在反馈网络中引入动态阻抗来抑制大电容负载引起的相位失真。
7. 使用交叉耦合电容，它可以在运放输出端口和负载之间提供补偿，以保持系统的稳定性和性能。
8. 结合布朗基环和米勒效应进行动态补偿，以提高输出端口对大电容负载的稳定性。
9. 选择合适的运放器件，例如具有高输出驱动能力和过载保护特性的运放器件，以适应大电容负载的需求。
10. 采用主动低通滤波器，以抑制运放输出端口大电容负载引起的高频振荡和干扰。
11. 使用低ESR电解电容或固体电解电容，以提供电源隔离和稳定性，降低大电容负载对系统的影响。
12. 采用带有内部电流限制器和短路保护功能的运放器件，以降低输出端口面对大电容负载时的不稳定性。
13. 使用防护电路和稳压器来保护运放器件免受大电容负载的过载和瞬态冲击。
14. 结合软启动电路，以减缓输出端口对大电容负载的启动过程，降低系统压陷和过载风险。
15. 采用恒流充电器或限流电路，以控制输出端口对大电容负载的充电过程，提高系统的稳定性和可靠性。
16. 定制输出级功率放大器的设计，以匹配大电容负载的电流需求，保证系统的动态响应和稳定性。
17. 采用有源电流源和差分对输入，以降低运放输出端口面对大电容负载时的共模噪声和失真。
18. 设计有效的磁化电流补偿电路，以处理大电感负载对运放器件的影响，提高系统的稳定性和性能。
运算放大器时需要注意的几个重要问题
运算放大器时需要注意的几个重要问题以下是我们在使用运算放大器时需要注意的几个重要问题。
1）首先应该好好理解运放的最简模型：从运放的原理来说，我们可以将运放看成是一个压控电压源，其中，运放的输出由受控电压源提供，而受控电压源的控制电压就是输入端的差分电压，如下图所示：2）运放输出端的电流约束仍然遵循Kirchhoff电流定律这里不能认为流过反馈电阻Rf的电流和流过负载电阻RL的电流是相等的，因为电流i是“有机会”流入运放的输出端的，这是由芯片内部的构造决定的，尤其是高精度应用时应该好好提防这一点。
3）使用运放时需要注意由电阻自身杂散电容而产生的影响这个反向比例运算电路的增益函数如下：这里，C1会使得频率特性出现尖峰脉冲，而C2会使得高频领域的增益下降，从而导致频率特性恶化！对于一般的低频应用而言，这个因素是可以“视而不见”的，但是如果需要低噪声环境的话，就需要尽量减小Ri和Rf的阻值，因为这样可以减小杂散电容的影响，或者干脆使用高精度的电阻也行，如果开发成本允许的话。
4）对于反馈系数的量化问题不应该含糊：从这两个图可以看出，虽然他们的增益绝对值是一样的，都是1，说白了这两个电路都可以看作是一个电压跟随器。
显然图（b）的负反馈系数要大，性能应该会更好，但是它防止振荡的能力却不如图（a）的电路，因为它对于信号的变化过于“敏感”。
所以在实际设计电路时，对于反馈系数的量化问题是不能含糊的，它很大程度地决定了系统的“稳”、“快”、“准”这三个方面。
最终的电路设计应该是这三个方面的折中，以此达到传说中的性能最优化。
5）单电源供电时需注意输出电压摆幅的问题：如上图所示，由于是单电源供电，那么运放的两个输入端必须加有直流偏压，而且为了使电路的输出电压的动态范围最大化，一般要求VP=VN=VCC/2。
此外，这里运放的输入、输出端的直流电位不为零，So，需要采用电容（C1、C2）来耦合信号。
6）得注意运放的输入寄生电容：由于运放的内部结构因素，导致运放具有数pF~数十pF的输入寄生电容，这自然使得运放的稳定性变差了，输入寄生电容会和输入电阻一起形成一个容易被人忽略的LPF，倘若输入信号的频率超过一定值，则就会丢失信息。
十八、运放容性负载问题
十八、运放容性负载问题18 运算放大器容性负载驱动问题Grayso n King,Analog Device s Inc.问：为什么我要考虑驱动容性负载问题?答：通常这是无法选择的。
在大多数情况下，负载电容并非人为地所加电容。
它常常是人们不希望的一种客观存在，例如一段同轴电缆所表现出的电容效应。
但是在有些情况下，要求对运算放大器的输出端的直流电压进行去耦。
例如，当运放被用作基准电压的倒相或驱动一个动态负载时。
在这种情况下，你也许在运放的输出端直接连接旁路电容。
不论哪种情况，容性负载都要对运放的性能有影响。
问：容性负载如何影响运放的性能?答：为简单起见，可将放大器看成一个振荡器。
每个运放都有一个内部输出电阻RO，当它与容性负载相接时，在运放传递函数上产生一个附加的极点。
正如图1(b)波特图幅频特性曲线表示，附加极点的幅频特性斜率比主极点20dB/十倍频程更徒。
从相频特性曲线图1(c)中可以看出，每个附加极点的相移都增加-90°。
我们可用图1(b)或图1(c)来判断电路的稳定性。
从图1(b)中可以看出，当开环增益和反馈衰减之和大于1时，电路会不稳定。
同样，在图1(c)中，如果某一工作频率低于闭环带宽，在这个频率下环路相移超过-180°时，运放会出现振荡。
电压反馈型运算放大器(VFA)的闭环带宽等于运放增益带宽积(GBP，或单位增益频率)除以电路闭环增益(A CL )。
运算放大器电路的相位裕度定义为使电路不稳定所要求的闭环带宽处对应的附加相移(即环路相移十相位裕度=-180°)。
当相位裕度为0时，环路相移为-180°，此运放电路不稳定。
通常，当相位裕度小于45°时，会出现问题，例如频响“尖峰”，阶跃响应中的过冲或“振铃”。
保持运算放大器电路电容性负载稳定性的三种方法
所 按 高 如 图 ２ ０ｄ Ｂ ／ｄ ｅｃ ａ ｄｅ 。
１
示 ，
照Ｔ Ｉ
精 度 实 验 室 视 频 中 介 绍 的 设 计 步 骤 并
通 过 将 零 点 设 置 在 不 小 干 负 载 Ａ ｏ ｌ 曲
线 为 ２０ ｄ Ｂ 时 的 频 率 上 该 补 偿 电 路 则 ，
能 够 产 生 稳 定 的 结 果 且 相 位 裕 度 大 于
将
一个 隔
离电
阻Ｒ （
与 。 ｓ ，
）
电 容 性 负 载
串联 。
隔
离电
阻 为 Ａ ？ ｕ ｌ
Ｐ
传
递
函
数
加 入 一 个 零 点 ， 可 以 抵 消 极 点 的 相 位
偏移 ，
并使 闭 合速 Ｒ ｏ ｓ ｉ ｄ 补 ｆｂ 偿 电 路 和 开环 结 果
列可接受级 别中 的增益
Ａ ？
（
。，
Ｐ）
相
位 裕 度 减 小 。
目 前 已 经 有 很 多 资 料 详 尽 地 介
绍 了 基 本稳 定 性 理 论 ，
例如 ，
Ｔ 丨 高
精 度 实 验 室 运 一 算 放 大 器 视 频 。 有
多 种 补 偿 电 路 可 以 在 施 加 电 容 性 负
电 路 Ｒ
Ｉ
Ｓ０
＋Ｄ
ＦＢ
同
时使
用
Ｒ １
Ｓ 。和 双
通
道
反 馈
Ｒ
（
Ｉ
＋
Ｓ（ ）
ＤＦ
Ｂ
） 电路
是确保直
流精度且
稳
定 电 容 性 负 载 的 常 见 解 决 方 案 。 正 如
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。
运放电容负载
运放电容负载运放（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种非常常见的电子元件，它在电子电路中起着放大信号的作用。
运放的输出电流能够驱动电容负载，因此在设计电路时，需要考虑运放对电容负载的影响。
电容负载在电子电路中广泛应用，例如电容耦合放大器、滤波器等。
当运放驱动电容负载时，有两个主要因素需要考虑：首先是电容负载的大小，其次是电容负载的性质。
首先考虑电容负载的大小。
电容负载的大小决定了运放需要提供的电荷量。
电容的电荷量可以表示为Q=CV，其中Q为电荷量，C为电容的大小，V为电压。
当电容负载较大时，电荷量也相应增加，因此运放需要提供更多的电荷。
这会增加运放的输出电流，从而影响运放的性能。
其次考虑电容负载的性质。
电容负载通常表现为一个阻抗，即电容的阻抗Zc=1/jωC，其中j为虚数单位，ω为角频率，C为电容的大小。
当角频率较高时，电容的阻抗较小，运放需要提供更大的输出电流来驱动电容负载。
因此，电容负载的性质也会影响运放的性能。
为了更好地驱动电容负载，设计者通常会采取一些措施。
首先是选择合适的运放。
不同的运放有不同的输出电流能力，因此需要根据电容负载的大小来选择合适的运放。
其次是增加运放的输出级，例如使用输出级为功率放大器的运放。
这样可以增加运放的输出电流能力，从而更好地驱动电容负载。
此外，还可以采取并联电容的方式来减小电容负载的大小，从而降低对运放的要求。
在实际设计中，还需要考虑运放的带宽。
带宽是指运放能够正常工作的频率范围。
当驱动电容负载时，运放的输出电流会受到电容负载的影响而下降，从而导致运放的带宽减小。
因此，在选择运放时，需要考虑运放的带宽是否足够大，以满足电路的要求。
运放电容负载是设计电子电路时需要考虑的重要因素之一。
通过选择合适的运放、增加输出级或并联电容等措施，可以更好地驱动电容负载，保证电路的性能和稳定性。
同时，还需要考虑运放的带宽，以满足电路的要求。
在实际设计中，需要根据具体的应用需求来选择合适的解决方案，以确保电路的性能和可靠性。
电子电路中的运算放大器问题解析与调试
电子电路中的运算放大器问题解析与调试电子电路的运算放大器（operational amplifier）是一种常见且重要的电子器件，广泛应用于信号处理、控制系统、测量设备等领域。
本文将对运算放大器的问题进行解析与调试。
通过以下几个方面展开论述：一、运算放大器的基本原理与特性运算放大器是一种差模放大器，具有高增益、输入阻抗高、输出阻抗低等特点。
其基本原理是利用反馈电阻来控制输出信号，并且具有两个输入端口，一个输出端口和一个电源端口。
在正常工作情况下，运算放大器的输入端口具有相等的电势，通过调节反馈电阻可以实现不同的功能，比如放大、求和、补偿等。
二、常见问题及解决方法1.偏置电压问题：运算放大器的输入端口有一个偏置电压，可能导致输出信号不稳定或误差较大。
解决方法是通过添加一个偏置电流来抵消偏置电压，或者使用双电源供电方式。
2.共模干扰问题：当输入信号中出现共模干扰时，可能导致输出信号失真。
解决方法是增加输入端口的共模抑制比，或者使用差分输入。
3.频率响应问题：运算放大器的增益往往并非在所有频率下都一致，可能存在频率响应差异。
解决方法是选择适当的运放型号，或者采用补偿电路来改善频率响应。
4.幅度失真问题：在输出信号幅度达到极限时，可能出现幅度失真。
解决方法是调整电源供电范围或增加输出级电源电压。
三、调试技巧与方法1.接地问题：运算放大器的接地要牢固可靠，避免接地杂散电流影响信号质量。
2.输入电阻匹配问题：输入信号源的电阻要与运算放大器的输入端口电阻匹配，避免信号衰减或失真。
3.电源稳定性问题：稳定的电源是运算放大器工作的基础，要保证电源电压的稳定性和纹波。
4.反馈电路设计问题：合理的反馈电路可以使运算放大器的性能更好，包括稳定性、增益、频率响应等。
四、实际案例分析通过实际案例的分析，可以更深入理解运算放大器问题的解析与调试。
例如，当应用于音频放大器时，如何解决功率放大不足、失真过大等问题。
结语运算放大器在电子电路中起到了至关重要的作用，了解问题分析与调试方法对于确保电路的正常运行至关重要。
“驯服”振荡—电容性负载问题
“驯服”振荡—电容性负载问题鉴于反馈通路中相移（或者称作延迟）引起的诸多问题，我们一直在追求运算放大器的稳定性。
通过上周的讨论我们知道，电容性负载稳定性是一个棘手的问题。
如果您才刚刚接触我们的讨论，那么您应该首先阅读前两篇博客文章《振荡原因》和《“驯服”振荡》。
“麻烦制造者”运算放大器开环输出电阻 (Ro)，实际并非运算放大器内部的一个电阻器。
它是一个依赖于运算放大器内部电路的等效电阻。
如果不改变运算放大器，也就不可能改变这种电阻。
CL 为负载电容。
如果您想驱动某个 CL，您就会受困于 Ro 和 CL 形成的极点频率。
G=1 时 20MHz 运算放大器的反馈环路内部1.8MHz 极点频率便会带来问题。
请查看图 1。
对于这个问题，有一种常见解决方案—调慢放大器响应速度。
想想看，环路具有固定的延迟，其来自 Ro 和CL。
为了适应这种延迟，放大器必须更慢地响应，这样它才不至于超过去，错过希望获得的终值。
减速的一种好办法是，将运算放大器放置在更高的增益中。
高增益降低了闭环放大器的带宽。
图 2 显示了驱动相同 1nF 负载但增益为 10 的 OPA320，其小步进值的响应性能得到极大提高，但仍然很小。
将增益增加到 25 甚至更大，似乎相当好。
但是另一个问题出现了。
图 3 增益仍为 10，但增加了 Cc，其将速度又降低了 1 位。
Cc 过小时，响应看起来更像图 2。
Cc 过大时，可能出现问题，其看起来更像图 1。
恰到好处地补偿，可解决“靠近速率”问题——波特图分析。
这已经超出一篇博客文章所能讨论的范围了，因此我只能试着给您一些建议。
在解决这些问题时，可以借助于您的直觉，但是如果您提高补偿操作的能力水平，那么就需要向波特先生（波特图）请教了。
运放电容负载
运放电容负载运放电容负载是指在运放电路中，负载电容对运放电路的影响。
负载电容是指连接在运放输出端的电容元件，它对运放电路的稳定性和频率响应有着重要影响。
本文将从负载电容的原理、影响因素和应对策略三个方面进行阐述。
一、负载电容的原理在运放电路中，负载电容扮演着一个非常重要的角色。
它不仅影响着运放电路的频率响应特性，还会影响运放电路的稳定性。
在运放的输出端，负载电容会形成一个高通滤波器，阻隔低频信号的传输。
当输入信号的频率较高时，负载电容会对输入信号进行放大，从而影响运放电路的增益和相位特性。
二、负载电容的影响因素负载电容对运放电路的影响主要取决于两个因素：负载电容的数值和运放的输出阻抗。
首先，负载电容的数值越大，对低频信号的阻隔作用就越强，从而导致运放的增益下降。
其次，运放的输出阻抗越大，负载电容对信号的放大作用就越显著。
三、应对负载电容的策略为了减小负载电容对运放电路的影响，可以采取以下几种策略：1. 选择合适的运放：不同的运放具有不同的输出驱动能力和输出阻抗。
在设计电路时，可以根据实际需求选择输出驱动能力较强的运放，以减小负载电容对电路的影响。
2. 调整运放的增益：通过调整运放的增益，可以在一定程度上减小负载电容对信号的放大作用。
可以根据具体需求，选择适当的增益值，以达到最佳的信号放大效果。
3. 使用运放输出级：在一些特殊情况下，可以使用运放的输出级作为负载，从而减小负载电容对电路的影响。
运放的输出级具有较低的输出阻抗和较强的输出驱动能力，能够有效减小负载电容对运放电路的影响。
4. 优化负载电容的数值：根据实际需求，可以选择合适的负载电容数值，以达到最佳的频率响应特性。
如果需要较高的频率响应特性，可以选择较小的负载电容；如果需要较低的频率响应特性，可以选择较大的负载电容。
负载电容对运放电路的影响是不可忽视的。
在设计运放电路时，需要充分考虑负载电容的影响因素，采取相应的策略来减小其对电路的影响。
运算放大器的稳定性(六)：电容性负载稳定性——RISO、高增益及CF、噪声增益
运算放大器稳定性第 6 部分（共 15 部分）电容性负载稳定性：R ISO 、高增益及 CF 、噪声增益作者：Tim Green ，德州仪器本系列的第六部分是新《电气工程》杂志 (Electrical Engineering ) 中“保持容性负载稳定的六种方法”栏目的开篇。
这六种方法是 R ISO 、高增益及 CF 、噪声增益、噪声增益及 CF 、输出引脚补偿 (Output Pin Compensation )，以及具有双通道反馈的 R ISO 。
本部分将侧重于讨论保持运算放大器输出端容性负载稳定性的前三种方法。
第 7 和第 8 部分将详细探讨其余三种方法。
我们将采用稳定性分析工具套件中大家都非常熟悉的工具来分析每种方法，并使用一阶分析法来进行描述。
该描述方法是：通过 Tina SPICE 环路稳定仿真进行相关确认；通过 Tina SPICE 中的 V OUT ／V IN AC 传递函数分析来进行检验；最后采用 Tina SPICE 进行全面的实际瞬态稳定性测试 (Transient Real World Stability Test)。
在过去长达 23 年中，我们在真实环境以及实际电路情况下进行了大量测算，充分验证了这些方法的有效性。
然而，由于资源的限制，本文所述电路并未进行实际制作，在此仅供读者练习或在自己的特定应用（如分析、合成、仿真、制作以及测试等）中使用。
运算放大器示例与 R O 计算在本部分中，用于稳定性示例的器件将是一种高达 +/40V 的高电压运算放大器 OPA452。
这种“功能强大的运算放大器”通常用于驱动压电致动器 (piezo actuator)，正如您可能已经猜到的那样，该致动器大多为纯容性的。
该放大器的主要参数如图 6.1 所示。
图中未包含小信号 AC 开环输出阻抗 R O 这一关键参数，在驱动容性负载时，该参数对于简化稳定性分析极其重要。
由于参数表中不含该参数，因而我们需要通过测量得出 R O 。
18运算放大器容性负载驱动问题详解
18 运算放大器容性负载驱动问题Grayson King,Analog Devices Inc.问：为什么我要考虑驱动容性负载问题?答：通常这是无法选择的。
在大多数情况下，负载电容并非人为地所加电容。
它常常是人们不希望的一种客观存在，例如一段同轴电缆所表现出的电容效应。
但是在有些情况下，要求对运算放大器的输出端的直流电压进行去耦。
例如，当运放被用作基准电压的倒相或驱动一个动态负载时。
在这种情况下，你也许在运放的输出端直接连接旁路电容。
不论哪种情况，容性负载都要对运放的性能有影响。
问：容性负载如何影响运放的性能?答：为简单起见，可将放大器看成一个振荡器。
每个运放都有一个内部输出电阻RO，当它与容性负载相接时，在运放传递函数上产生一个附加的极点。
正如图1(b)波特图幅频特性曲线表示，附加极点的幅频特性斜率比主极点20dB/十倍频程更徒。
从相频特性曲线图1(c)中可以看出，每个附加极点的相移都增加-90°。
我图1 容性负载电路及其波特图们可用图1(b)或图1(c)来判断电路的稳定性。
从图1(b)中可以看出，当开环增益和反馈衰减之和大于1时，电路会不稳定。
同样，在图1(c)中，如果某一工作频率低于闭环带宽，在这个频率下环路相移超过-180°时，运放会出现振荡。
电压反馈型运算放大器(VFA)的闭环带宽等于运放增益带宽积(GBP，或单位增益频率)除以电路闭环增益(A CL )。
运算放大器电路的相位裕度定义为使电路不稳定所要求的闭环带宽处对应的附加相移(即环路相移十相位裕度=-180°)。
当相位裕度为0时，环路相移为-180°，此运放电路不稳定。
通常，当相位裕度小于45°时，会出现问题，例如频响“尖峰”，阶跃响应中的过冲或“振铃”。
为了使相位裕度留有余地，容性负载产生的附加极点至少应比电路的闭环带宽高10倍，如果不是这样电路可能不稳定。
问：那么我应该如何处理容性负载?答：首先我们应该确定运放是否能稳定地驱动自身负载。
呆持运算放大器电路电容性负载稳定性的三种方法
精 度 实验 室一 运 算 放 大 器 视 频 。有 多种 补 偿 电路 可 以 在 施 加 电 容 性 负 载 时 保 持 运 算 放 大 器 的 稳 定 性 。 在 本 博 文 中 ，我 将 介 绍 三 种 常 见 的 补 偿 电路 ，这些 补偿 电路利 用 ＤＩ Ｙ放 大
器评 估模块 （ ＤＩ Ｙ ＡＭ Ｐ —ＥＶ Ｍ） 进 行 设计 和测试 。
隔离 电阻 一 Ｒ
最 常 见且 最 易于 设 计 的 方 法 是
将 一 个隔 离 电阻 （ Ｒ。 ） 与 电容 性 负载
串联 。 隔离 电阻 为 Ａ ・１ ３传 递 函 数
加入 一 个零点 ，可以抵 消极 点的 相位 偏 移 ，并 使 闭 合速 率 （ Ｒ０Ｃ） 回到 图２ Ｒ ｉ ｓ ｏ ＋Ｄ Ｆ 日 补偿 电路和开环结果
位裕度减 小。 电 压 降 ，从 而 导 致 电路 加 载 负 载 时 的 端 的 电 压 ；通 过 Ｃ Ｆ 的 交 流 反 馈 通 道 与
Ｌ ９前 已 经 有 很 多 资 料 详 尽 地 介 直 流精 度的降低。
绍 了 基 本 稳 定 性 理 论 ， 例 如 ，Ｔ Ｉ 高
Ｒ ， 电路 处于高频时 的原理类似 ，能确
（ ０ ｐ ａ ｍｐ ） 电路 的 稳 定 性 ， 导致 大量 过 精 度实验 室视 频 中介绍的 设计 步骤 并 同时 使 用Ｒ 和 双 通 道 反 馈
冲 、振 铃 、稳定 时 间长 ，情 况 严重时 通过 将零 点设 置 在不 小于 负载ＡＯ ｌ 曲 （ Ｒ ＋ Ｄ Ｆ Ｂ ） 电路是 确保直流精度且稳
图４ 对 比运 算放大器输 出端（ Ｖｏ ） 小 时 出现 。
Ｊｍ ｊ ，
失 时 ，Ｒｉ ｓ ｏ ＋ ＤＦＢ 电 路 比 原 Ｒ㈨ 电路 的 信 号阶 跃输 入的 瞬态响 应值 和 电路 输 建 立时 间 更 长 。 出（ Ｖ ） 端 小 信 号 阶 跃 输 入 的 瞬 态 响 ．
【分享】“可恶”的运算放大器电容负载
【分享】“可恶”的运算放大器电容负载他们说如果使用放大器驱动电容负载(图1、CLOAD)，一个不错的经验是采用一个 50 或 100 欧的电阻器 (RISO) 将放大器与电容器隔开。
这个附加电阻器可能会阻止运算放大器振荡。
图1.支持电容负载的放大器可能需要在放大器输出与负载电容器之间连接一个电阻器。
使用50 或100 欧姆(RISO) 电阻不一定每次都管用。
问题是，“如果CLOAD 超过产品说明书中推荐的运算放大器电容负载值时该怎么办?”如果您无法找到任何说明书指导，或您的负载电容 (CLOAD) 确实超过了产品说明书推荐值，那问题的答案就要取决于：放大器增益带宽积(GBWP 或 fU)放大器的开环输出电阻 (RO)电容器负载值 (CLOAD)图 1 中的频率与增益图显示了当 RISO 和 CLOAD 加到放大器输出端时放大器开环增益曲线的情况。
如果使用这三个变量，您就可以计算出适当的 RISO 值。
下面是确定 RISO 值时的规则：(公式 1)(公式 2)这两个规则可确保电路的稳定。
适合这一概念的应用是将输入驱动至 SAR-ADC。
在这种情况下，需要该信号在转换器的采集时间内 (tACQ) 内稳定。
公式 3 中的 K 是ADC 时间常数乘法器，其可提供半 LSB 的高精度。
对于 ADS7886 等16 位转换器而言，K 等于 11.78。
(公式 3)我们来应用这些公式，采用以下参数进行计算：对于 OPA365fU = 50 MHzR0 = 30 欧姆增益 = 1 V/V对于 ADS7886tACQ = 300 nsCIN = 21 pFCLOAD = 390 pFOPA365 产品说明书显示，100 pF 的负载会产生 30% 的过冲(图2)。
图 2. OPA365 过冲与电容负载公式 1、2 和 3 可帮助解决该过冲问题。
公式 1，RISO => 3.33 欧姆公式 2，RISO => 30.97 欧姆公式 3，RISO ~ 61.96 欧姆鉴于这三个公式，RISO 必须等于 61.9 欧姆(0.1% 容差)。
运算放大器使用注意事项（转载）
运算放大器使用注意事项（转载）节约您宝贵的时间应用一主要是帮助您节约宝贵的时间，避免在设计功率电路中出现问题。
我们建议您花一点时间阅读这篇文章, 至少应该阅读文章中的斜体字和每一章的开头.对于大多数的问题APEX 已经通过实际电路验证,而且这里涉及的范围比您预想到的问题更全面.1.0 静电问题(ESD)APEX 的所有运算放大器都应该注意静电保护,MOSFET 放大器尤其易被静电损坏，我们的许多放大器都是MOSFET 设计。
大多数的双极型设计都是选用小体积晶体管作为输入级，它也易受静电的影响。
ESD 会使放大器的失调电压升高，静态电流增大或完全损坏，APEX 的产品是在防静电很好的环境下生产的，运输过程中也采用防静电包装。
在整个过程中您都应注意静电问题，一些地方要求静电测量，包括人、工作台、地板、容器及测试设备等。
2.0 加电前在设计或者实验阶段可能存在的许多问题在准备投入生产前应被排除。
管脚的连接顺序或许接反了，需要联接的没有连接，测试探头或许导致瞬间短路。
任何一种错误都可能损坏放大器或其它元件。
下面的五个步骤将充分减少这些危险：1）根据放大器的参数将电源电压设置到最小。
2）将限流值设置到最小（大电流放大器用2.2ohm 的电阻，高电压放大器用47 ohm）。
参看5.0“电流限制”及每个放大器的参数来选择合适的限流电阻。
不要用试验室的电源限流功能来保护放大器。
采用限流电阻比利用电源限流功能更安全。
用电源限流并不能保护放大器克服电源输出滤波电容引起的浪涌电流，即使平均功耗很低，但由于双极型输出级的二次击穿，SOA 工作区依然会被违反。
这是因为输出晶体管上的电源和电流同时达到最大而导致放大器损坏。
参看6.0 来更好的理解SOA 限制。
3）检测振荡。
用低电源供电并将电流限制到最小.在输入信号等于零时，用100MHZ 或更高的示波器检测放大器的输出，将示波器的时间设置到微秒范围，调整示波器的幅度旋钮，检测是否振荡。
运放的共模电压瞬态响应
运放的共模电压瞬态响应
运放的共模电压瞬态响应取决于运放电路的设计、工作频率和使用的组件。
运放的共模电压瞬态响应速度与放大倍数成反比，因此在使用高放大倍数的运放时，需要特别注意其共模电压的瞬态响应。
在理想情况下，运放的共模电压瞬态响应是线性的，即输出电压与输入电压成正比。
然而，在实际应用中，由于运放电路中存在寄生电容和电感等效应，会导致输出电压的瞬态响应出现非线性失真。
为了提高运放的共模电压瞬态响应速度，可以采用如下方法：
1. 选择高速运放：高速运放具有更快的响应速度和更低的失真率。
2. 减小负载电阻：减小负载电阻可以减小输出电感，从而提高响应速度。
3. 增加电源旁路电容：增加电源旁路电容可以减小电源波动对运放输出的影响，从而提高响应速度。
4. 优化电路设计：优化电路设计可以减小寄生电容和电感的影响，从而提高响应速度。
需要注意的是，在实际应用中需要根据具体情况进行实验和调整，以达到最佳的共模电压瞬态响应效果。
容性负载——精选推荐
前言众所周知，电容的阻抗是和频率有关的，频率越高，阻抗越小。
相比于低速运放，高速运放有更宽的频率响应，因此它要驱动的阻抗更小（更难驱动）。
这意味着，同样的layout和负载，应用到低速运放中没有问题，应用到高速运放中就可能出现问题。
为什么驱动容性负载是个问题？运放的输出阻抗R O不为零，和容性负载以及其他负载一起，使得反馈回路增加了一个极点。
这个极点是和C L的时间常数相关的，它取决于从C L看出去的等效电阻，即R O ‖R L‖（R f+R g）。
移动这个极点到更高的频段需要减小其中一个或多个电阻的阻值。
这个新极点是另外附加到正常的闭环响应中的。
好的情况下，它只是减少了相位裕量，坏的情况下，它能导致振荡。
这种情况可以通过减小R L 来改善，但是这会导致其他问题，如信号的保真度和功率。
CLC2600驱动容性负载的例子下图显示了CLC2600驱动容性负载的效果，电路图如上（注意R O 不是一个外部电阻，它位于运放的内部），R f=R g = 510 Ohms，R L = 100 Ohms。
负载电容越大，频响上冲的尖峰越高，当它大于20pF时就会导致振荡。
如果增大R L的阻值甚至移走它的话，情况会变得更坏。
我们该怎么做？最好的改善办法就是减小或移除这个容性负载，但通常都是不可能的。
最容易的办法是在R O和C L之间串一个电阻R S 。
这乍听起来好像会使问题变得更糟，但实际是行之有效的，因为R S是位于反馈环外部，而非内部。
R S 减少了由C L 引起的相移，将运放和负载电容隔离了开来，选择正确的R S 值能有效的控制负载电容引起的上冲。
该方法的弊端是会损失一些带宽。
它的效用如何？下图显示了CLC2600电路中使用了RS 后的情况，5 Ohms的RS可以使得上冲峰值低于1dB。
阻值不必恰恰如图所示，阻值高一点，能令峰值低一点，带宽小一点。
（原文是a lit tle higher resistance will result in less peaking and a little less bandwidth。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
如何应对运算放大器电容负载
电容性负载会影响运算放大器电路的稳定性，导致大量过冲、振铃，情况严重时会造成震荡，如何应对这个“可恶”的运算放大器电容负载？
其实，目前已经有很多资料介绍了基本的稳定性理论，不过，下面这个小经验用简单的计算方法告诉你如何避免放大器震荡。
一般来说，如果使用放大器驱动电容负载(图1、CLOAD)，一个不错的经验是采用一个50 或100 欧的电阻器(RISO) 将放大器与电容器隔开。
这个附加电阻器可能会阻止运算放大器振荡。
图 1.支持电容负载的放大器可能需要在放大器输出与负载电容器之间连接一个电阻器。
但是，使用50 或100 欧姆(RISO) 电阻不一定每次都管用。
问题来了，“如果CLOAD 超过产品说明书中推荐的运算放大器电容负载值时该怎幺办?”。