运放的稳定性和补偿原理？

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运放的稳定性和补偿原理？ [复制链接]

有反馈的运放是从输出端到输入端的反馈支路，但是在电路上输入和输出也是通过反馈支路直接电气连接的，为什么不考虑输入经反馈支路到输出端的电路作用？

由反馈之路的数学关系可得知反馈运放的稳定性数学关系，1/(1+Ab)，由分母的数学关系判断运放的稳定性和是否产生振荡，如果1+Ab大于等于1，运放就是稳定的，如果1+Ab等于零，那么就可以判断运放有可能处于震荡或者饱和状态，有两个参数可以判断出运放是否处于震荡状态，增益裕度和相位增益裕度，这两个参数的意义是什么，通俗地介绍这两个参数的意义，是如何根据这两个参数判断运放是否处在稳定状态？

在运放稳定性的基础上，可以做出对运放的补偿，补偿的原理是什么，是如何改变增益裕度和相位裕度的数量关系？

maychang

【为什么不考虑输入经反馈支路到输出端的电路作用？】

这是要考虑的。但考虑之后，发现这个【作用】相比输出端到输入端的【作用】来说很小，于是忽略掉了。

maychang

【有两个参数可以判断出运放是否处于震荡状态，增益裕度和相位增益裕度，这两个参数的意义是什么】

这两个参数不能判断放大器（不是运放！）是否处于振荡状态。这两个参数用于判断放大器离产生振荡有多远。

maychang

【在运放稳定性的基础上，可以做出对运放的补偿，补偿的原理是什么】

再说一遍：不是【运放】，是运放构成的【放大器】！

maychang

【在运放稳定性的基础上，可以做出对运放的补偿，补偿的原理是什么】

补偿的原理，就是在反馈满足相位关系时增益小于1（应该留出增益裕度），反馈满足增益关系时相位不是反相（也应该留出相位裕度）。

maychang

【如何改变增益裕度和相位裕度的数量关系？】

靠电抗（电容的容抗或电感的感抗）和电阻的组合。我们知道电压对电流，电容电路是超前的，电感电路是落后的，电阻电路是同相的。组合起来，就可以得到我们需要的增益裕度和相位裕度。

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在电子设计中，运算放大器作为一种最常见的元器件被工程师们应用到各种信号调理电路中去。但是，当设计中没有足够的裕量支持运放去带负载的时候，放大器就会因为不稳定而极易发生振荡。  导致运放稳定性问题的最常见原因是输出端的电容，常见的电容负载的电路包括：电容、MOSFET、电缆线、高速光耦等，这些容性负载不能直观看到具体的容值，所以在设计中一定要检查运放输出端是否有连接到上述这几种容性负载。

maychang

必须说明：没有运放甚至没有晶体管的时代，就有了负反馈放大器，就有了负反馈放大器的稳定性问题，而且已经解决了负反馈放大器的稳定性问题。所以，说【运放的稳定性和补偿】是不对的。

maychang

负反馈放大器在适当频率上一定是稳定的，设计时就采取了正确的反馈极性，使其为负反馈，也就是输出输入之间相位差为180度。但在较高频率上，可能存在某个频率，因为放大器中各种分布参数的影响，使得相位差由180度变成了0度或者360度，这就可能产生振荡。

最简单的补偿方式就是在环路中加入一个一阶低通滤波电路，使其高频增益降低。加入这个一阶低通滤波后，原相位变成0度或者360度的那个频率上增益将降低。如果选择这个一阶低通滤波电路的转折频率，使得相位变成0度或者360度的那个频率上增益降低到1倍以下（最好留出裕度），就绝对不会产生振荡。这就是最简单的补偿方式。但这种方式将使放大器带宽降低很多，所以很少使用，而是采用比较复杂的补偿方式。

maychang

实际上，很多运放就是采用9楼所说补偿方式，在运放内部加一个一阶低通电路作为补偿。典型的运放如LM324或者LM358。这样的运放构成的负反馈放大器，只要反馈电路特性与频率无关（反馈电路是纯电阻电路），这个放大器就是稳定的。但是，LM358或者LM324开环带宽只有不到10Hz，很窄。