第一、偏置電流如何補償
對于我們常用的反相運算放大器,其典型電路如下:
在這種情況下,R3為 平衡電阻,其大小計算公式一般為
,這樣,在可以很好的保證運放的電流補償,使正負端偏置電流相等。若
時,甚至取值更大時,會産生更大的噪聲和飄逸。但是,應大于輸入信号源的内阻。
善于思考的工程師都會想到,當為同相放大器的時候,其原理又是什麼呢?現在我們先回顧下同相運放的設計電路:
在同相比例運放中偏置電阻大小為
,當計算出的Rp為負值時,需要将該電阻移動到正相端,與R1串聯在輸入端。
這裡額外多插入一句,同相比例運放具有高輸入阻抗,低輸出阻抗的特性,廣泛應用在前置運放電路中。
第二、 調零電路種種
今天運放已經發展的很迅速,附注功能各式各樣,例如有些運放已經具有了調零的外接端口,此時依據數據手冊進合适的電阻選擇就可以完成運放調零。例如LF356運放,其典型電路如下:
另外一些低成本的運放或許不帶這些自動調節功能,那麼作為設計師的我們也不為難,通過簡單的加法電路、減法電路等可以完成固定的調零(雖然有時這種做法有隔靴撓癢的作用)。
當要進行通常在補償電路中增加一個三極管電路,利用PN結的溫度特性,完成運放的溫度補償。例如在LF355典型電路中将三極管電路嵌入在V 和25K反饋電阻之間。
第三、 相位補償如何選擇
當我們閱讀一個集成運放數據手冊的時候,會發現集成運放的内部其實是一個多級的放大器,因此,不可避免的對系統引入了極點使得電路需要進行相位補償。通常采用超前補償、滞後補償和滞後-超前補償。
所謂的超前補償就是相移減小的補償,通俗的講就是使電路出現零點,在該頻率處的輸出信号比輸入信号的相位超前45°。通過計算将出現極點的頻率點人工設計出一個零點,從而使系統變得穩定。
滞後補償通常可以理解為使相移增大的補償。可以使主極點頻率降低,使放大器頻帶變窄,這樣,就可以使運放電路在有限的帶寬内隻有一個極點,使運放電路變得容易調整。
第三種就是超前-滞後補償,即采用合适的方法來處理運放單元。總之,萬變不離其蹤。
第四、 容性負載改怎麼處理
在平時的電子電路設計中,會由于不小心或者不注意負載的特性,而使電路變得震蕩,這時,我們就應該注意負載的特性了。
通常情況下,當負載為容性,通過估計其電容值小于2000pF時,通過在負載和運放的輸出端串聯一個小的電阻來消除震蕩。電阻R2的大小為10-300Ω之間。
當負載較大時,我們采用如下的方案進行消除:
補償電容C2與反饋電阻R3構成超前補償網絡,形成新的零點,抵消容性負載Cl和運放輸出電阻Ro構成的新極點,從而達到消除震蕩的目的。此時的補償電容C2大小為C2=Cl(Ro Rk)/R3 ,Rk取經驗值10-300Ω。
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