运放电路稳定性分析

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 楼主 | 2019-9-9 18:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
系统稳定性通常特指BIBO,对于集总参数线性电路已有完备的稳定性判据,而针对某些特殊情形则还有相应的简化判别方法。

关于线性系统的稳定性及其判据,下帖已经给出相应的论述:

剖析《模拟电路》

http://bbs.21ic.com/icview-2538450-6-1.html

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 楼主 | 2019-9-9 18:11 | 显示全部楼层
这里将针对运放电路,给出一些补充内容。先看看上述帖子内关于反馈放大器的信号流图相关内容。

单放大器.PNG

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 楼主 | 2019-9-9 18:13 | 显示全部楼层
反馈理论中的环路增益概念非常重要,下面给出特殊情形下的环路增益幅频和相频特性图。

稳定性的环路增益分析.PNG

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 楼主 | 2019-9-9 18:21 | 显示全部楼层
下面就看一个运放电路,注意在运放的正负输入端并联了一个阻抗为Z的“器件”。

运放电路稳定性-1.PNG

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 楼主 | 2019-9-9 18:23 | 显示全部楼层
注意上述内容还未涉及到运放电路的稳定性。下面考虑并入一个电阻R,看看其对稳定性的影响。

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 楼主 | 2019-9-9 18:25 | 显示全部楼层
先看看反馈系数与并入电阻R的关系。

运放电路稳定性-1-1.PNG

显然,当R减小时,反馈系数的摸|F|随之减小。

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 楼主 | 2019-9-9 18:29 | 显示全部楼层
下面考察相应的环路增益T。

运放电路稳定性-1-2.PNG

注意上面给出了|A|与1/|F|的交汇点角度

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 楼主 | 2019-9-9 18:32 | 显示全部楼层
由上述可见,随着R的减小,系统将稳定或稳定裕度增加。对于某些要求反馈系数小于某个特定值才稳定的运放而言,这是一个减小反馈系数(增加稳定性)的方法之一。

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 楼主 | 2019-9-9 18:33 | 显示全部楼层
下面考虑“并入电容”(实际上是由于分布电容的存在),看看其稳定性问题。

运放电路稳定性-2-1.PNG

按上图所示,不稳定(或稳定裕度不足)。

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 楼主 | 2019-9-9 18:36 | 显示全部楼层
在上述基础上,考虑加入补偿电容。

运放电路稳定性-2-2.PNG

显然,加入补偿电容后,电路稳定(或稳定裕度增加)。

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 楼主 | 2019-9-9 18:37 | 显示全部楼层
上述“并入电容”实为电路的分布电容,下面给出其一般图示。

运放电路稳定性-2-3.PNG

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 楼主 | 2019-9-9 18:38 | 显示全部楼层
由于涉及到实际电路的分布参数特性,所以相关电路的补偿电容不可能由“原理图”确定,通常根据常规的器件封装和电路布线,给出“经验值”。

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 楼主 | 2019-9-9 18:39 | 显示全部楼层
此帖给出了运放电路的稳定性分析方法,其中针对电路的分布参数特性给出了集总参数近似分析。严格意义上说,分布参数系统的稳定性理论与集总参数系统不同,其有一套自己的理论方法。

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| 2019-9-9 19:39 | 显示全部楼层


后面部分,模仿的是Tim Green 的套路:


273105d7639ad3d442.png



这个只能在仿真器里玩一玩。







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| 2019-9-10 19:31 | 显示全部楼层
不错,,,看看__#

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| 2019-9-11 16:33 | 显示全部楼层
不错的分析

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| 2019-9-12 17:48 | 显示全部楼层
支持原创

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| 2019-9-16 11:19 | 显示全部楼层
Thank you so much for sharing this with us!

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