ZHDA008 December 2025 OPA187 , OPA192 , OPA202 , OPA320
节 2.3中介绍了断开放大器输出端反馈环路的方法。这种方法的一个问题是该方法将运算放大器输出阻抗同反馈网络隔离开来。在某些情况下,由于输出阻抗与反馈网络隔离,使用输出环路断路方法会屏蔽稳定性问题。
图 1-3中的电路通过断开输入端的反馈环路来消除图 3-3 的限制。然而,该方法将运算放大器的输入电容与反馈网络隔离开来。为了解决这个问题,将一个电容器连接到与测试电感器相对的反馈环路(请参见图 3-8 中的 CIN)。CIN 的值包括运算放大器数据表中的共模电容及任何寄生 PCB 电容 (CIN = CCM + CPCB)。运算放大器寄生电容通常可以在输入阻抗 部分下的运算放大器数据表中找到(请参阅表 3-1)。
图 3-8 中的电路适用于单端配置,但可能会导致差分电路出现精度问题,例如图 3-9。精度问题源于反相路径和同相路径相互连接,两者都从输出端接收反馈。因此,需要一个以差分方式断开反馈路径的电路。图 3-11 显示了差分环路断路的形成过程。该电路中使用两个电感器(L1 和 L2)来断开反馈路径。测试信号和相关的耦合电容器直接连接至运算放大器输入端。测试电感器将输入电容与反馈网络隔离,从而复制整个输入阻抗网络并连接到反馈(RID、CID、CCM1、CCM2)。环路增益直接在反馈路径之间测量,负载 AOL 直接在输出端 (AOL_LD) 测量。加载的 AOL 一词用于说明由于负载电容和反馈网络的原因,AOL 曲线的形状与数据表中发布的形状不同。最后,任何输入电压信号源都必须短路,并且任何电流信号源都必须断开。
| 参数 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | |
|---|---|---|---|---|---|
| ZID | 差分 | 1 || 4 | TΩ || pF | ||
| ZICM | 共模 | 1 || 2 | TΩ || pF | ||
图 3-11 中的测试电路连接很混乱且难以管理。因此,一种更好的方法是复制图 3-12 中所示的开环测试电路。此电路有两个输入连接测试点(-IN 和+IN)以及两个反馈连接测试点(-FB 和 +FB)。标记为红色的测试点将测试电路连接至运算放大器电路。开环测试电路可以重复用于任何运算放大器稳定性测试。所需的唯一更改是调整 CCM、CID、RID 和 RCM 的值,以反映运算放大器数据表。在图 3-12 中,输入阻抗值根据数据表 (表 3-1) 进行更新。反馈网络和运算放大器输入之间的连接断开并连接到测试点(在图 3-12 中以红色显示)。
图 3-13 示出了图 3-12 中电路的交流传递函数。对于差分环路断开方法,会自动生成 AOL_LD 曲线和环路增益曲线。从技术上讲,只需要环路增益曲线即可测量相位裕度。但是,后处理器可用于通过将 AOL 除以环路增益 (1/β = AOL / (AOL × β)) 来生成 1/β 曲线。
通常,当工程师首次接触差分环路断路方法时,该方法看起来很复杂,需要做大量的额外工作。然而,在通过重复使用测试电路来实施测试时,该方法只需几分钟即可完成差动环路断路测试。此外,该方法精度的提高使得该方法在许多情况下都成为一项要求。通常,TI 建议在所有情况下都使用差分环路中断测试,因为该测试易于实施,并且是最精确的环路中断方法。