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C A S I P P. 放大器稳定性分析. 王 勇. 2008-9-26. 内容. 1 、运算放大器的稳定性 2 、反馈放大器的稳定性 3 、电流放大器的稳定性 4 、应用实例. 运放放大器. 幅度波特. 极点. 零点. 反馈放大器. V OUT /V IN = Aol/(1+ Aolβ) 如果： Aolβ= -1 则： V OUT /V IN = Aol/0 → ∞ 则 V IN 中任何小的变化都会导致 V OUT 中的很大变化， 而这又会反馈给 V IN 并导致 V OUT 中更大的变化 → 振荡 → 不稳定！！.

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Presentation Transcript

  1. C A S I P P 放大器稳定性分析 王 勇 2008-9-26

  2. 内容 1、运算放大器的稳定性 2、反馈放大器的稳定性 3、电流放大器的稳定性 4、应用实例

  3. 运放放大器

  4. 幅度波特

  5. 极点

  6. 零点

  7. 反馈放大器 VOUT/VIN= Aol/(1+ Aolβ) 如果：Aolβ= -1 则：VOUT/VIN= Aol/0 → ∞ 则VIN中任何小的变化都会导致VOUT中的很大变化， 而这又会反馈给VIN并导致VOUT中更大的变化 → 振荡 → 不稳定！！

  8. Aol曲线与1/β曲线 Aolβ随频率的增加而减小。 Aolβ是用于纠正VOUT/VIN或闭环响应中误差的增益。 随着Aolβ减小，VOUT/VIN响应精度降低，直到Aolβ降为 0dB、 而VOUT/VIN响应完全跟随Aol为止。

  9. 曲线闭合速度

  10. 实例分析

  11. 实例分析

  12. 实例分析

  13. 电流放大器

  14. 电流放大器

  15. 稳定性分析

  16. 补偿

  17. 比较

  18. 补偿电容的大小

  19. 精确计算

  20. 振幅 3dB点

  21. 应用实例 电流范围： -3dB带宽： >= 300KHz 输出范围： －10~~+10V 软X射线阵列诊断系统示意图

  22. 器件选择 • 运放的选择 • 反馈电阻的选择 • 反馈电容的选择

  23. 运放选择 限制系统带宽的有源因素主要是放大器的频率响应特性（如：GBP-增益带宽乘积等），可能还涉及放大器自身的噪声性能。 跨阻放大器的表达式： A(f)是放大器差分电压增益随工作频率改变的函数。 当要求跨阻放大器对转换误差贡献<1%时，应使 由此得出运放的GBP应>100×fmax(最高工作频率)。 100×300KHz=30MHz AD8065 145MHz

  24. 反馈电阻选择 1uA转换到1V，需要用1MΩ的电阻Rf实现。 无论何种结构形式的电阻，其电极两端总客观并联着寄生电容Cf--容量通常约为：0.5pF。由此构成的时间常数(Rf*Cf)是限制系统带宽的主要无源因素。 刚好达到系统带宽要求，但寄生电容的大小并不确定，有可能会限制带宽。那么就需要减小反馈电阻来提高系统带宽，这里可取 通过后续放大再将信号调理到合适范围。

  25. 反馈电容选择 Hamamatsu系列探测器示意图

  26. 完成的设计

  27. 结论 • 数据手册 • 技巧 • 定理、公式 --》推理 • 仿真 • 制作、调试

  28. End 谢谢 祝大家节日快乐！

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