专栏中心

EEPW首页 > 专栏 > SPICE运算放大器的稳定性

SPICE运算放大器的稳定性

发布人:bonniebakerti 时间:2013-07-23 来源:工程师 发布文章

作者:Bruce Trump ,德州仪器 (TI) 2012年9月10日

SPICE是一种非常有用的工具,可帮助检查潜在电路稳定性问题。下面介绍一种简单的方法:

图 1 显示了一种非反相放大器,它使用了一个稍有不同的OPA211,这在许多应用中都较为常见。R3-C1是一种输入滤波器。R4是一个输出电阻器,用于在外部连接时避免滥用。CL模拟一条5英尺线缆。

检查小信号阶梯函数或者方波的响应,是查找潜在稳定性问题的最快速和最简单的方法。图2显示了模拟电路。注意,输入端子连接接地,而输入测试信号则直接连接非反相输入。输入滤波器会减慢阶梯函数的输入沿。如果你想知道钟是如何振响的,那么就应该用铁锤敲击它,而不是用橡皮锤。

在“运算放大器输出”探测响应,而不仅仅是电路的Vout节点。R4和CL对输出响应滤波,这样Vout便不会出现真正的运算放大器过冲。要想检查稳定性,我们要知道运算放大器正在做什么。

注意,使用阶跃的大小为1mV(在输出端形成4mV阶跃)。我们想要小信号阶跃响应。引起回转的大输入阶跃会有更少的过冲,并且不会清楚地显示出潜在不稳定性。

模拟表明运算放大器输出的过冲约为27%。该过冲太大,以至于很难让这种电路在所有条件下都保持稳定。假设为一种二阶稳定系统,它意味着约38°的相位余量。另外,需要注意的是,频率响应显示了相当大的峰值,也即潜在非稳定性的另一种标志。峰值出现在14MHz时,即时域内振铃时段的倒转。一个得到普遍接受的理想稳定性指导原则是45°(或者更大)相位余量,也即20%(或者更低)过冲。

有一些发烧友分析报告,它们可以利用SPICE完成分析—通过跳出环路找到相位和增益余量,从而获得波特图分析。但对大多数相对简单的电路(涉及一个运算放大器的反馈环路)来说,这种方法是指明潜在问题的一种非常好的手段。当然,所有SPICE模拟都依赖于运算放大器宏模型的精确度。我们最好的SPICE模型很优异,但却并不完美。另外,电路差异、非理想元件、电路板布局寄生现象、较差的电源旁路设计等,所有这些都会影响电路。这就是你要构建、测试、进行模拟比较和优化的原因。SPICE是一种很有用的工具,它很重要,但这还不够。

你会如何改善这种电路的稳定性呢?欢迎在下面发表你的评论。

专栏文章内容及配图由作者撰写发布,仅供工程师学习之用,如有侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 联系我们

关键词:

相关推荐

电源设计小贴士 反激式转换器设计注意事项

利用 ISE 和 System Generator for DSP 10.1 提高 DSP 设计生产率

视频 2010-05-06

250mA 低压差电压调节器-SPX2954

Spartan-3A 入门套件

视频 2010-05-06

报告称“AI 黑客时代已到来”

智能计算 2025-08-19

双芯智控革命:IGBT与单片机如何重塑智能微波炉

4 脚微控制器电源监控电路-CAT811_cat812

多路复用ADC如何简化复杂系统设计?

英特尔获得双重生命线:软银2亿美元支持和美国政府潜在10%股份

安森美CEO深度解析:电动汽车与AI服务器双赛道的战略突围

利用 AccelDSP 和 System Generator for DSP™ 加快 FPGA 设计

视频 2010-05-06

研华携手LitePoint打造新一代工业级无线连接技术

2.3W 双三极管功率放大器 KA2206B

据报道,Arm 任命亚马逊 AI 芯片总监以推动内部芯片计划

智能计算 2025-08-19

利用 Spartan-3 PCIe 入门套件实现的系统性能演示

视频 2010-05-06

Spartan-3 PCI Express 入门套件

视频 2010-05-06

涨知识,USB接口的颜色的特殊含义

24位a_d转换器ads1210_ads1211及其应用

为何设计可靠电源时应考虑真实的电压源?

电源与新能源 2025-08-19

1节电池用电池保护IC S-8261系列

更多 培训课堂
更多 焦点
更多 视频

技术专区