[精品]運(yùn)放分析

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1、本系列所采用的所有技術(shù)都將“以實(shí)例來定義”，而不管它在其他應(yīng)用中能否用普通公式來表達(dá)。為便于進(jìn)行穩(wěn)定性分析,我們在工具箱中使用了多種工具，包描數(shù)據(jù)資料信息、技巧、經(jīng)驗(yàn)、SPICE仿真以及真實(shí)世界測試等，都將用來加快我們的穩(wěn)定運(yùn)放電路設(shè)計(jì)。盡管很多技術(shù)都適用于電壓反饋運(yùn)放，但上述這些工具尤其適用于統(tǒng)一壊益帯寬小于20MHz的電壓反饋運(yùn)放。選擇壇益帶寬小于20MHz的原因是，隨著運(yùn)放帶寬的增加，電路中的其他一些主耍因素會(huì)形成回路,如印制板（PCB）上的寄生電容、電容屮的寄生電感以及電阻屮的寄生電容與電感等。我們下面介紹的大多數(shù)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)并非僅僅是理論上的，而且是

2、從利用增益帶寬小于20MHz的運(yùn)放、實(shí)際設(shè)計(jì)并構(gòu)建真實(shí)世界電路屮得來的。本系列的第1部分冋顧了進(jìn)行穩(wěn)定性分析所需的一些基本知識(shí)，并定義了將在整個(gè)系列111使用的一些術(shù)語。vDataSheetInfo暮/TricksVRules-Of-Thumb“TinaSPICESimulationTestingGoal:TolearnhowtoEASILYanalyzeanddesignOpAmpcircuitsforguaranteedLoopStabilityusingDataSheetInfo,Tricks.Rules-Of-Thumb.TinaSPICESimul

3、ation,andTesting.Note:Tricks&Rules-Of-ThumbapplyforVoltageFeedbackOpAmps,UnityGainBandwidth<20MHz圖穩(wěn)定性分析工具箱圖i.o穩(wěn)定性分析工具箱圖字（上、下）:數(shù)據(jù)資料信息、技巧、經(jīng)驗(yàn)、TinaSPTCE仿真、測試；目的：學(xué)習(xí)如何用數(shù)據(jù)資料信息、技巧、經(jīng)驗(yàn)法則、TinaSPTCE仿真及測試來“更容易地”分析和設(shè)計(jì)運(yùn)放，以確保環(huán)路穩(wěn)定性；注：用于統(tǒng)一增益帶寬小于20MHz的電壓反饋運(yùn)放的技巧與經(jīng)驗(yàn)法則。1.1波特圖（曲線）基礎(chǔ)幅度曲線的頻率響應(yīng)是電壓增益改變與頻率改變的

4、關(guān)系。這種關(guān)系可用波特圖上一條以分貝(dB)來表示的電壓增益比頻率(Hz)曲線來描述。波特幅度圖被繪成一種半對數(shù)曲線：x軸為采用對數(shù)刻度的頻率(Hz)、y軸則為采用線性刻度的電壓增益(dB),y軸最好是采用方便的每主格45?？潭取２ㄌ貓D的另一半則是相位曲線(相移比頻率),并被描繪成以“度”來表示的相移比頻率關(guān)系。波特相位曲線亦被繪成一種半對數(shù)曲線：x軸為采用對數(shù)刻度的頻率(Hz).y軸為采用線性刻度的相移(度)，y軸最好是采用方便的每主格45°刻度。80100AolCurve/6040MagnitudePlot20010M1101001k10k100kIMF

5、requency(Hz)+90——PhasePlot+45——101001k10k100k1M10Mrrequency(Hz)圖1?1幅度與相位波特曲線（圖）圖字（上、下）：Aol曲線、幅度曲線、頻率、相位曲線。幅度波特圖要求將電壓增益轉(zhuǎn)換成分貝（dB）。進(jìn)行增益分析時(shí)，我們將采用以dB（定義為20Logl0A）表示的電壓增益，其屮A為以伏/伏表示的電壓增益。dB9A(dB)=20Log10AwhereA=VoltageGaininV/VA(V/V)A(dB)0.001?600.01-400.1-20101020100401,0006010,00080100

6、,0001001,000,00012010,000,000140圖1.2幅度波特曲線分貝(dB)定義圖1.3定義一些常用的波特圖術(shù)語：?Roll-OffRate->Decreaseingainwithfrequency?Decadex10increaseorx1/10decreaseinfrequency.From10Hzto100Hzisonedecade.?Octave->X2increaseorx1/2decreaseinfrequency.From10Hzto20Hzisoneoctave.圖1.3更多波特曲線定義圖字（上、卜）：roll-offra

7、te（卜降速率）增益隨頻率減小；decade（十倍頻程）頻率按xlO增加或按xl/10減小，從10Hz到100Hz為一個(gè)decade（十倍頻程）；octave（倍頻程）——頻率按x2增加或按xl/2減小，從10Hz到20Hz為一個(gè)octave（倍頻程）；在電壓増益波特圖上，増益隨頻率變化的斜線可定義成按+20dB/decade或-20dB/decade增加或減小。另一?種描述同樣斜線的方法是按+6dB/octave或-6dB/octave增加或減小（參見圖1.4）以下推導(dǎo)證明了20dB/decade與6dB/octave的等效性：AA(dB)二A(dB)at

8、fb?CA(dB)atfaAA(dB)=[Aol(d