ZHDA008 December   2025 OPA187 , OPA192 , OPA202 , OPA320

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
    1. 1.1 解释不稳定性的简单类比
    2. 1.2 可能存在稳定性问题的电路
    3. 1.3 基于数据表图的简单稳定性校正
    4. 1.4 实验室工具及测量简介
  5. 2运算放大器的稳定性理论
    1. 2.1 极点及零点
    2. 2.2 运算放大器型号稳定性验证的要求
    3. 2.3 基于控制环路型号的稳定性定义
    4. 2.4 基于 AOL 及 1/β 绘制环路增益图形
    5. 2.5 闭合稳定性测试速率
    6. 2.6 间接（无创）稳定性测试
  6. 3开环稳定性测试仿真
    1. 3.1 以错误的方式断开循环
    2. 3.2 使用 LC 测试电路来断开环路
    3. 3.3 差分环路断路测试
  7. 4电容负载的稳定性校正
    1. 4.1 隔离电阻器 (RISO) 方法
    2. 4.2 双反馈方法
      1. 4.2.1 RISO 具有 RL 的双反馈
      2. 4.2.2 采用 RFX 方法的双反馈
    3. 4.3 用于补偿功率放大器及基准驱动的缓冲器电路
    4. 4.4 用于稳定性补偿的噪声增益
    5. 4.5 反馈电容器 (CF) 电容负载补偿
  8. 5反相节点上电容的稳定性校正
    1. 5.1 由于 1/β 内为零造成的输入电容不稳定性
    2. 5.2 反馈电容器可以解决反相节点上电容的稳定性问题
    3. 5.3 最小、平衡及最大反馈电容
    4. 5.4 互阻抗案例
  9. 6复杂开环及闭环输出阻抗
    1. 6.1 将开环输出阻抗转换成闭环输出阻抗
    2. 6.2 开环及闭环型号测试
    3. 6.3 由于复数输出阻抗的谐振而导致不稳定
    4. 6.4 内部运算放大器拓扑对输出阻抗及频率间的影响
    5. 6.5 影响输出阻抗的其他因素
  10. 7AOL 对稳定性的影响
    1. 7.1 AOL 次级极点及零点
    2. 7.2 对 AOL 次级极点与零点以及输入电容进行建模
    3. 7.3 解补偿运算放大器及稳定性
    4. 7.4 闭环增益对稳定性的影响
  11. 8稳定性分析中的常见问题
  12. 9参考资料

5.1 由于 1/β 内为零造成的输入电容不稳定性

图 5-1 显示了反相节点上电容导致稳定性问题的电路的闭环频率响应。在本例中，反相节点上的电容仅为 1pF，因此问题在于反馈电阻器相对较大 (1MΩ)。该闭环响应的增益峰值及快速相移证明了稳定性问题（增益峰值 = 23.9dB – 6dB = 17.9dB）。根据图 5-4 中的间接稳定性测试，17.9dB 的增益峰值与 7.3° 的相位裕度相关。

OPA187 OPA202 OPA320 OPA192 因为大反馈和 CIN 共同作用而不稳定图 5-1 因为大反馈和 CIN 共同作用而不稳定
OPA187 OPA202 OPA320 OPA192 OPA396 的闭环响应，其中 RF = RG = 1MΩ图 5-2 OPA396 的闭环响应，其中 RF = RG = 1MΩ

图 5-4 显示了图 5-1 示例中同一电路的开环响应。图 5-3 中所示的测试电路说明了如何生成开环响应。检查开环响应可以发现，稳定性问题是由 1/β 中的零点引起的，该零点将接近速率设置为 40dB/十倍频程。对于高环路增益值，闭环增益实际上与 1/β 相同，因此将 1/β 的增加视为闭环增益的增加（请参阅方程式 12）。考虑到反馈元件是复数阻抗，该运算放大器电路的闭环增益为 G = RF/RG + 1 或r G = ZF/ZG + 1。在本例中，ZG 是 RG || ZCG，其中 ZCG = 1/(j × 2 × π × f × CIN)。请注意在图 5-3 中，CIN = CCM 与 RG 并联。通常，CIN 还包含 PCB 寄生电容，因此该值大于 CCM。对于高频率，ZCG 变得非常小，因此在较高频率下增益会增加（请参见方程式 69 和方程式 70）。从数学角度来看，闭环传递函数在基于 RF 和 RG 以及输入电容 CIN 的并联组合的频率下出现一个零点（请参阅方程式 71 和方程式 72）。

方程式 69. ↑GCL≅↑1β=ZFZG↓ for high frequency 
方程式 70. ZG=1j×2×π×f×CIN||RG
方程式 71. GCL=RFRG+1×sRF+RGRF×RG×CIN+1
方程式 72. fZ=RF+RG2×π×RF×RG×CIN
OPA187 OPA202 OPA320 OPA192 OPA396 的开环测试图 5-3 OPA396 的开环测试
OPA187 OPA202 OPA320 OPA192 OPA396 的开环响应图 5-4 OPA396 的开环响应