電容性負(fù)載會(huì)影響運(yùn)算放大器電路的穩(wěn)定性，導(dǎo)致大量過(guò)沖、振鈴，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成震蕩，如何應(yīng)對(duì)這個(gè)“可惡”的運(yùn)算放大器電容負(fù)載？

其實(shí)，目前已經(jīng)有很多資料介紹了基本的穩(wěn)定性理論，不過(guò)，下面這個(gè)小經(jīng)驗(yàn)用簡(jiǎn)單的計(jì)算方法告訴你如何避免放大器震蕩。

一般來(lái)說(shuō)，如果使用放大器驅(qū)動(dòng)電容負(fù)載(圖 1、CLOAD)，一個(gè)不錯(cuò)的經(jīng)驗(yàn)是采用一個(gè) 50 或 100 歐的電阻器 (RISO) 將放大器與電容器隔開(kāi)。這個(gè)附加電阻器可能會(huì)阻止運(yùn)算放大器振蕩。

圖 1.支持電容負(fù)載的放大器可能需要在放大器輸出與負(fù)載電容器之間連接一個(gè)電阻器。

但是，使用 50 或 100 歐姆 (RISO) 電阻不一定每次都管用。問(wèn)題來(lái)了，“如果 CLOAD 超過(guò)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中推薦的運(yùn)算放大器電容負(fù)載值時(shí)該怎么辦?”

如果您無(wú)法找到任何說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)，或您的負(fù)載電容 (CLOAD) 確實(shí)超過(guò)了產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)推薦值，那問(wèn)題的答案就要取決于：

·放大器增益帶寬積(GBWP 或 fU)

·放大器的開(kāi)環(huán)輸出電阻 (RO)

·電容器負(fù)載值 (CLOAD)

圖 1 中的頻率與增益圖顯示了當(dāng) RISO 和 CLOAD 加到放大器輸出端時(shí)放大器開(kāi)環(huán)增益曲線的情況。如果使用這三個(gè)變量，您就可以計(jì)算出適當(dāng)?shù)?RISO 值。

下面是確定 RISO 值時(shí)的規(guī)則：

(公式 1)

(公式 2)

這兩個(gè)規(guī)則可確保電路的穩(wěn)定。

適合這一概念的應(yīng)用是將輸入驅(qū)動(dòng)至 SAR-ADC。在這種情況下，需要該信號(hào)在轉(zhuǎn)換器的采集時(shí)間內(nèi) (tACQ) 內(nèi)穩(wěn)定。公式 3 中的 K 是 ADC 時(shí)間常數(shù)乘法器，其可提供半 LSB 的高精度。對(duì)于 ADS7886 等 16 位轉(zhuǎn)換器而言，K 等于 11.78。

(公式 3)

我們來(lái)應(yīng)用這些公式，采用以下參數(shù)進(jìn)行計(jì)算：

·對(duì)于 OPA365

·fU = 50 MHz

·R0 = 30 歐姆

·增益 = 1 V/V

·對(duì)于 ADS7886

·tACQ = 300 ns

·CIN = 21 pF

·CLOAD = 390 pF

OPA365 產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)顯示，100 pF 的負(fù)載會(huì)產(chǎn)生 30% 的過(guò)沖(圖 2)。

圖 2. OPA365 過(guò)沖與電容負(fù)載

公式 1、2 和 3 可幫助解決該過(guò)沖問(wèn)題。

·公式 1，RISO => 3.33 歐姆

·公式 2，RISO => 30.97 歐姆

·公式 3，RISO ~ 61.96 歐姆

鑒于這三個(gè)公式，RISO 必須等于 61.9 歐姆(0.1% 容差)。

有些制造商在其產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中包含了穩(wěn)定性與電容負(fù)載典型性能曲線。他們甚至還會(huì)在電氣性能表中加以說(shuō)明。當(dāng)然，這些信息都很有幫助。但您也可通過(guò)本文中使用的計(jì)算避免放大器振蕩或過(guò)度過(guò)沖。