以下视频详细说明了如何充分补偿运算放大器中的容性负载：高精度实验室系列：运算放大器。该视频系列概述了理论、仿真、示例和应用手册。

该视频系列介绍的一种技术是双反馈补偿 (DFC) 方法，该方法通常用于补偿运算放大器中的复杂负载。但是，有关该技术的详细信息非常有限，尤其是关于 OPA593 和电流提升器驱动器组合等电流提升器配置的信息。

DFC 技术降低了容性负载的影响，如图 4-2 所示。该方法涉及将一个隔离电阻器与运算放大器的输出端串联或放置在反馈路径内。运算放大器的输出阻抗 (Z_o + R_iso) 与容性负载 (C_L) 的组合会引入一个额外的极点 (f_p2)，该极点可通过方程式 4 得出。

要估算 R_iso，请使用提供的公式并选择最接近的标准电阻器阻值。在该示例中，增益带宽积在 10MHz 处定义，增益为 8V/V。运算放大器的闭环主极点（f_dom、10MHz/8）计算为 1.25MHz。仿真运算放大器的开环输出阻抗 Z_o 在所有频率下均在 1Ω 处建模，R_iso 被确定为 356.8mΩ，大约为 357mΩ，通过方程式 3 计算得出。

开环交流环路分析侧重于确定 UGBW、环路增益、相位裕度和其他小信号稳定性参数，如图 4-2 所示。接下来，对经补偿的运算放大器配置进行仿真，以验证电路的闭环稳定性。通过在闭环运行期间在运算放大器输入端施加小阶跃瞬态信号，可实现该验证。要确保驱动复杂负载的运算放大器的稳定性，至少需要两个仿真阶跃。环路稳定性迭代过程可优化开环交流特性和闭环反馈响应之间的补偿。如果没有正确的阶跃序列，运算放大器的闭环行为是不确定的，可能出现输出振荡行为，如图 4-3 中未经补偿的运算放大器所示。

图 4-2 使用 R_iso 的未经补偿的运算放大器开环交流分析

当运算放大器反馈系统驱动容性负载时，应了解开环输出阻抗与负载电容之间的相互作用，这一点至关重要。在所有频率下，仿真功率放大器的开环输出阻抗 Z_o 是在 1Ω 处定义的。

驱动 1μF 容性负载时，计算得出的新极点约为 118kHz，如方程式 4 所示。在没有容性负载的情况下，使用 88.6° 的相位裕度在 1.25MHz 处对单位带宽增益积 f_unity 进行了仿真，如图 4-1 所示。引入容性负载会使 f_unity 降低，将运算放大器的滚降斜率从 -20dB/十倍频程降至 -40dB/十倍频，并将 UGBW 从 1.25MHz 降至约 374kHz。该额外的极点会使相位裕度从 88.6° 降低至 17.4°，从而限制系统的总体带宽。

图 4-3 驱动 1μF 负载的未经补偿的运算放大器 - 不稳定

要稳定图 4-2 中的反馈环路，请将额外的 f_p2 极点频率设置为比仿真值 374kHz 低约 1 至 2 倍频程。在表 4-2 中定义为 50kHz 的有效带宽下，我们将该值分配给 _{DFC_BW}f 并使用方程式 5 计算 C_F，估算结果约为 455pF。选择了标准电容器容值 420pF，如图 4-4 所示。

图 4-4 驱动 (Z_o + R_iso)∥R_L 和 C_L 的外部反馈环路补偿波特图

DFC 技术的有效带宽是指运算放大器实现所需增益和性能的频率范围。在双反馈补偿拓扑中，运算放大器带宽不是由增益带宽积 (GBP) 决定的；相反，有效带宽主要受外部补偿元件（例如 R_iso、R_F 和 C_F）的影响，如图 4-5 和方程式 5 所示。反馈环路中外部极点的补偿近似表示为 1/sR_FC_F，定义了 DFC 配置的有效带宽 (f_{DFC_BW})。

图 4-5 DFC 总体开环交流分析：2.6MHz UGBW 和相位裕度 89°