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博文連載：看一個TI老工程師如何馴服精密放大器 運放的輸入電容參數(shù)經(jīng)常使人困惑或是忽略。現(xiàn)在讓我們明確這些參數(shù)怎樣才是最好的應(yīng)用。 運放電路的穩(wěn)定性受輸入電容的影響，它在反向輸入端引入了一個相移，即到達反向輸入端的反饋支路的延遲。反饋網(wǎng)絡(luò)受輸入電容影響形成了一個不想要的極點。引入輸入電容來計算反饋網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性是保證運放電路穩(wěn)定性的重要一步。但是，哪種電容有影響？差模電容？共模電容？還是都有？ 運放輸入電容一般可以在輸入阻抗參數(shù)一欄找到，差模電容和共模電容都有標(biāo)明。 
輸入電容模型如圖1：共模電容連接各個輸入端到地，而差模電容連接在兩個輸入端之間。盡管雙電源供電時沒有地平面與運放相連接，我們可以把共模電容看作與負(fù)電源端相連，交流等效到地。
在需要關(guān)注穩(wěn)定性的高頻區(qū)域，運放的開環(huán)增益低，在兩個輸入端之間實際上存在一個交流電壓。這將導(dǎo)致差模電容和共模電容一起作用， 從而改變反饋信號的相位。因此，兩個連接反向輸入端的電容相加，加上2pF的導(dǎo)線的雜散電容。這個總電容與并聯(lián)阻抗反饋網(wǎng)絡(luò)（R1//R2）一起形成一個極點。 一般認(rèn)為：此極點的頻率應(yīng)大于兩倍的放大器閉環(huán)增益帶寬。一個兩倍閉環(huán)增益帶寬上的極點將會減少電路的相位裕量約27°。對于大多數(shù)電路，大于兩倍閉環(huán)增益帶寬一般是可以的。有些應(yīng)用需要更苛刻的穩(wěn)定條件或是驅(qū)動容性負(fù)載，也許會需要留更大的裕量。減小反饋網(wǎng)絡(luò)的阻抗，或是考慮在反饋電阻上R2上加一個電容。 今天的通用型運放有著寬的帶寬，從5MHz到20MHz甚至更高。原來適用于1MHz的運放反饋網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在也許會出現(xiàn)問題，所以這就需要您認(rèn)真檢查和確認(rèn)設(shè)計的穩(wěn)定性。 SPICE仿真在檢驗輸入電容的敏感性和反饋阻抗很有幫助，好的運放模型能用精確的輸入電容建模。1mV的輸入階躍信號的瞬態(tài)響應(yīng)測試信號不會引起過度的過沖和振鈴現(xiàn)象。但是要記住，現(xiàn)實往往超出理論指導(dǎo)和仿真，這種類型的電路需要在最終的電路布局布線中作精細(xì)的調(diào)整。 |
