如何纠正运放电压跟随器的不稳定性?

电器工程 运算放大器
2022-02-03 08:17:01

我在电路中使用了多个单电源运算放大器 ( OPA4344 ),并使用其中一个为其他几个运算放大器的 + 侧提供虚拟接地的 VCC/2 值。

VCC 为 +5 伏。当我第一次给电路板加电时,我从输出端得到 2.5v,但过了一会儿,输出跳到 4.5 伏左右并一直保持在那里,直到我关闭电源并重新打开。

在此处输入图像描述

我在这里读到

由于实际运算放大器的强(即单位增益)反馈和某些非理想特性,这种反馈系统容易出现稳定性裕度差的问题。因此,当连接到足够容性的负载时,系统可能会不稳定。在这些情况下,可以使用滞后补偿网络(例如,通过电阻器将负载连接到电压跟随器)来恢复稳定性。

如您所见,我已经在输出端使用了一个电阻器。4344(前面提到过)的数据表声称运算放大器是“单位增益稳定的”。

还有其他可能导致不稳定的原因吗?每个输出是否需要一个单独的电阻器(目前我是连接到 VOUT 的三个运算放大器的 + 输入)。

2个回答

VCC 为 +5 伏。当我第一次给电路板加电时,我从输出端得到 2.5v,但过了一会儿,输出跳到 4.5 伏左右并一直保持在那里,直到我关闭电源并重新打开。

起初我认为这听起来像是共模输入范围之外的反相情况(对于 OPA344 来说,它是 -0.1V 到(在你的情况下是 Vcc - 1.5V = 3.5V)。现在这种情况很少见,但有些操作-放大器在超出其共模范围时会出现增益反转,从而导致有效的闩锁条件。对于具有反相的运算放大器,只要您保持在共模范围内,您应该没问题,但如果它曾经在外面流浪,无法保证它会正常运行。

但是 OPA334 数据表是这样说的:

OPA334 和 OPA335 系列运算放大器具有稳定的单位增益,并且不会出现意外的输出相位反转。它们使用自动归零技术来提供低失调电压以及随时间和温度变化的极低漂移。

所以在这一点上,我们还有一些事情要尝试,假设你可以轻松地重现这个问题。

  1. 用示波器检查所有运算放大器引脚电压。确保 Vcc 和 Vss 符合您的预期,并检查运算放大器的 + 引脚是否为您预期的 2.5V。

  2. 在运算放大器 + 和地之间添加一个电容器 (100-1000pF)。无论如何,您都应该这样做,以保持分压器节点在高频时的阻抗较低,这样它就不会拾取噪声。如果这解决了问题,您可能会遇到 RF 整流(如果是这种情况,我很惊讶,但这是可能的。)其中运算放大器对低频信号呈线性行为,但非线性行为就像一个整流器高频信号并将交流变成直流偏置。

  3. 在运算放大器电源上添加一个旁路电容器。(电源噪音不应该有那么大的区别,但你永远不知道)

  4. 用另一个相同型号的运算放大器更换 - 板上的那个可能会损坏。

如果一切看起来都还不错,那么你已经很笨拙了。

将一个电阻与您提供的反馈串联。换句话说,将零电阻引线从输出端移到负输入端,并放置一个低阻值电阻,例如 2.2k。希望它能解决问题。

该电阻与放大器的输入电容一起形成一种补偿,确保阻止高频振荡。如果降低高频增益,则不能满足巴克豪斯准则,因此不会出现振荡。这些振荡的频率如此之高,以至于它们最终会被运算放大器中的非线性所整流,由此产生的 DC 会产生您所看到的效果。