利用Pspice分析放大器环路的稳定性

　　对于一个富有经验的用户来说，当一个具有较大反馈电阻RF的系统不稳定时，意味着RF“寻找”运算放大器反向输入端的寄生电容，是产生振铃和过冲的原因。在环路中，这种现象可称为“过相移”。反向输入寄生电容由光电二极管电容和LMH6629输入电容组成。LMH6629的更高带宽令问题进一步恶化——总输入电容的降低将足以引起过相移。对于这种情况，最有效的补救方法是在RF两端并联一个合适的电容(CF)。

　　为找出导致这一现象中低相位裕度的原因，除了全面的笔头分析，设计人员只能反复试验，通过选择合适的补偿元件来提高系统的稳定性。一个更严密的办法就是通过仿真来获取对各种频率下环路特性的更深入了解。这种办法比起笔头分析法要快得多，既不需要复杂的运算，也不会带来计算错误的可能。设计人员要做的是在开环情况下观察电路，以便了解环路增益(LG)的幅度和相位情况。仿真操作为用户提供了能进行高效分析的各种理想元件，从而使得上述分析成为可能。

　　在图4的仿真电路中，环路已在AC(与相位裕度有关)处断开，同时保留DC闭环，以建立合适的操作点。在输出处用一个大串联电感(L1)和一个大并联电容(C1)即可完成仿真。

　　图4：为了进行仿真，插入大“L”和“C”以断开AC环路。

　　驱动大电容(V_Drive)的交流电源可以设定为1V，在器件输出端，仿真响应如图5中的LG函数所示。图5中的0o低相位裕度印证了图3中过高的闭环频率响应峰值。为确保电路的稳定性，对应的品质因数即相位裕度应大于45o。

　　图5：开环曲线表明相位裕度不足。

　　请注意：在频率响应仿真开始之前，请确保将输入电流源(取代光电二极管)设定为“AC 0”;显示结果需将CF设为0pF;图5中幅度用实线表示，相位角用虚线表示;当相位裕度为0dB时，相位裕度对应LG函数的相位角。

　　如图6所示，为找到合适的补偿电容值来改善相位裕度，我们可以将针对不同的CF值(图4电路)的噪声增益曲线和LMH6629开环增益曲线放在一起。噪声增益为V(Drive)/V(In_Neg)。请注意LG的仿真低频值要大于0dB，因为LMH6629的宏模型还包括了其差分输入电阻。