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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 每個人都知道運放應該使用靠近運放供電管腳的退耦電容，對嗎？但為什么要使用這個退耦電容呢？舉個例子，如果沒有合適的退耦，運放會更容易產生振蕩。了解使用退耦電容的原因能夠增加你對這個問題的理解和認知。 電源抑制比是運放抑制供電發生變化的能力。如圖1所示，在低頻段，運放的電源抑制比是非常高的，但是隨著頻率的增加，電源抑制比會減小。在高頻段，較小的電源抑制比可能會導致運放振蕩。 
我們經常認為，外部的供電噪聲會影響運放。但是，運放自身會產生一些問題。例如，負載電流來源于運放的供電。如果沒有合適的退耦，運放的供電端的阻抗就會非常大。這會導致負載的AC電流在供電端產生一個AC電壓，從而構成了一條無意的，不可控的反饋回路。供電端的電感能夠放大該AC電壓。在高頻段，運放的電源抑制比比較低，這條無意的反饋回路能夠引起振蕩。 當然，運放內部電路也會帶來一些影響。如果沒有一個穩定的供電，內部電路的節點之間也可能會產生反饋回路。內部電路的設計是為了使運放工作得更穩定，供電端有較低的電阻。如果沒有穩定的低阻抗的電源供電，運放的工作可能變得特別異常且不可預測。 給運放的輸入端加一個干凈的正弦波，較差的退耦產生的反饋回路上可能是一個失真的正弦波。如圖2 所示，在供電端的信號電流經常是失真的，因為它僅僅是正弦信號的一半。如果正端供電和負端供電的電源抑制比不相同，也會使輸出波形失真。
如果負載電流很大，該問題會變得更加嚴重。電抗性負載會產生相位，使負載電流產生相移，這可能會加劇這個問題。容性負載在反饋回路上會產生額外的相移，很有可能會產生振蕩。為了消除這些問題，我們需要較大容值的鉭電容作為退耦電容，并且需要特別注意該電容的布局，應直接連接在供電引腳上，且越近越好。 當然，并不是所有的低質量的退耦都會使運放產生振蕩。如果沒有足夠的正向反饋，或者相移并不是很大，并不會使運放振蕩。但是，運放的性能會大大下降。較大的過沖，較長的建立時間會影響頻率響應和脈沖響應。 在以前的博客中曾經討論過，TINA或者其它的SPICE仿真工具不能很好地仿真出這些現象。SPICE中的電壓源是相當穩定的，不會隨著負載電流而產生變化。要想仿真出實際的供電阻抗非常難，并且結果是不準確的。電源抑制比的值用我們最好的模型macro來仿真，但是，反饋回路上的相位關系不可能完全準確。一般情況下，仿真是很有用的，但并不能準確地預測出上述現象。 你不應該成為一個偏執狂------沒有必要對退耦太過要求。對一些特別敏感的情況和潛在的問題提高警惕就可以了。適當的理解和認知會使模擬設計變得更好。 |
