“可惡”的運算放大器電容負載

發布時間：2015-12-2 13:57 發布者：designapp

　　他們說如果使用放大器驅動電容負載(圖 1、CLOAD)，一個不錯的經驗是采用一個 50 或 100 歐的電阻器 (RISO) 將放大器與電容器隔開。這個附加電阻器可能會阻止運算放大器振蕩。
　　

　　圖 1.支持電容負載的放大器可能需要在放大器輸出與負載電容器之間連接一個電阻器。
　　使用 50 或 100 歐姆 (RISO) 電阻不一定每次都管用。問題是，“如果 CLOAD 超過產品說明書中推薦的運算放大器電容負載值時該怎么辦?”
　　如果您無法找到任何說明書指導，或您的負載電容 (CLOAD) 確實超過了產品說明書推薦值，那問題的答案就要取決于：

　　放大器增益帶寬積(GBWP 或 fU)

　　放大器的開環輸出電阻 (RO)

　　電容器負載值 (CLOAD)

　　圖 1 中的頻率與增益圖顯示了當 RISO 和 CLOAD 加到放大器輸出端時放大器開環增益曲線的情況。如果使用這三個變量，您就可以計算出適當的 RISO 值。
　　下面是確定 RISO 值時的規則：
　　

(公式 1)

　　

(公式 2)

　　這兩個規則可確保電路的穩定。
　　適合這一概念的應用是將輸入驅動至 SAR-ADC。在這種情況下，需要該信號在轉換器的采集時間內 (tACQ) 內穩定。公式 3 中的 K 是 ADC 時間常數乘法器，其可提供半 LSB 的高精度。對于 ADS7886 等 16 位轉換器而言，K 等于 11.78。
　　

(公式 3)

　　我們來應用這些公式，采用以下參數進行計算：

　　對于 OPA365

　　fU = 50 MHz

　　R0 = 30 歐姆

　　增益 = 1 V/V

　　對于 ADS7886

　　tACQ = 300 ns

　　CIN = 21 pF

　　CLOAD = 390 pF

　　OPA365 產品說明書顯示，100 pF 的負載會產生 30% 的過沖(圖 2)。
　　

　　圖 2. OPA365 過沖與電容負載
　　公式 1、2 和 3 可幫助解決該過沖問題。

　　公式 1，RISO => 3.33 歐姆

　　公式 2，RISO => 30.97 歐姆

　　公式 3，RISO ~ 61.96 歐姆

　　鑒于這三個公式，RISO 必須等于 61.9 歐姆(0.1% 容差)。
　　有些制造商在其產品說明書中包含了穩定性與電容負載典型性能曲線。他們甚至還會在電氣性能表中加以說明。當然，這些信息都很有幫助。但您也可通過本文中使用的計算避免放大器振蕩或過度過沖。
　　參考資料
　　如欲了解更多詳情，敬請下載 OPA365 與 ADS7886 的產品說明書

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