双级运放不稳定问题

登录 · 发表于 2011-6-17 14:42

各位大侠，
本人在试验中用两级运放，LM358.输入2V直流电压，放大两倍。电路如图中所示。结果输出不稳定，为3.9～4.1V的锯齿波。
仿真用OP07AH则现象和实际几乎一样，但用其他如LM358,OP07C,则输出很稳定。
尝试对电路进行补偿，均告失败。不知为何种原因引起。
请高手出招！十分感谢！

发表于 2011-6-17 14:55

这么低的电压增益，为何要用两级运放级联？

发表于 2011-6-17 16:07

即使增益要很高，我也愿意单独串联，不打无准备的仗。
电路越简单越好。
不做自己都分析不清楚的电路。
即使抄板，也要抄个明白。

发表于 2011-6-17 18:01

多谢楼上两位。
本人处于学习阶段，纯粹为了掌握运放性能而搭建这个电路，实际中基本是没有意义的。
仿真中经过疯狂的补偿发现已经稳定了。输入滞后和反馈超前补偿结合。
不知其影响稳定最重要的因素是什么？
因为OP07AH不稳定，而OP07C稳定，LM358也稳定？求教！
谢谢!

发表于 2011-6-17 20:14

两个运放串联到一块。

开环传递函数也是相叠加。
幅值增加，滞后相位也叠加。在一定频率处单运放滞后90度，双运放就滞后180度了，呵呵加上负反馈
就变成正反馈了。

你看一下358资料上的Aol-fre曲线

发表于 2011-6-18 01:29

5# mmax
请问单运放在纯电阻电路的情况下滞后的相角最大是多少？引起滞后的原因又是哪些呢？

发表于 2011-6-18 03:53

7# Fairchild2440
请查阅运放的datasheet，相位滞后来自于一阶低通特性
常见的运放可以理解成一个两级放大器，两级各贡献一个极点，输出级极点和负载有关，主极点一般在第一级上，对于两级放大器，非主极点的频率要高于GBW的三倍才能保证在单位增益反馈下稳定，多级运放条件更苛刻，常见的规范是GBW: Fnd1: Fnd2=1:3:5才能达到50度的相位裕度勉强稳定
象你现在用到的这种大环负反馈情况，就需要提高第一级运放输出端的极点频率，一般选择串联电阻引入零点补偿

登录 · 发表于 2011-6-18 06:35

7楼：
此图取自《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》。

老tyw在技术交流版面发的“新年大书包”里面有此书。

发表于 2011-6-18 20:11

to #5楼 bbyeah大侠
个人觉

发表于 2011-6-18 20:33

to #5楼 bbyeah大侠
个人觉得，由于两级运放的引入，运放的高频极点起了作用，从而导致不稳定。通过改变反馈曲线来进行补偿。也可以在运放输出端加RC网络引入零点来补偿运放的开环曲线。这是补偿的方向。实际中还没来得及实现，下周做试验后向各位细说情况。
另外，用OP07C可以很好地仿真，而OP07AH不行。经过对比模型参数，OP07AH SR值为25V/uS，而OP07C仅为0.25V/uV。带宽一样。个人觉得OP07AH multisim仿真模型里很可能引入了除主极点以外的高频极点，而OP07C没有引入。所以OP07AH需要输入滞后和反馈超前双向补偿才能稳定。
谢谢各位！

发表于 2011-6-19 12:47

电路如图中所示

发表于 2011-6-20 05:32

to #5楼 bbyeah大侠
个人觉得，由于两级运放的引入，运放的高频极点起了作用，从而导致不稳定。通过改变反馈曲线来进行补偿。也可以在运放输出端加RC网络引入零点来补偿运放的开环曲线。这是补偿的方向。实际中 ...
magic_yuan 发表于 2011-6-18 20:33

这个SR猛，都超过OP37了，GBW却只有0.6M

发表于 2011-6-20 15:49

加H的意思估计就是高速的意思

发表于 2011-6-21 02:12

加H的意思估计就是高速的意思
magic_yuan 发表于 2011-6-20 15:49

今天看了一眼OP07AH的datasheet，H是金封的意思，A是失调的级别，SR和OP07D是一样的，文件出自linear tech

发表于 2011-6-25 10:23

我看multisium模型SR值真是超高的

发表于 2011-6-25 15:06

8楼说的比较准确, 多级放大器存在多个零点或极点, 要做到稳定是非常困难的.
因此通常运算放大器都是采用两级运放, 针对不同的要求会有不同的结构. 应用时可不能把两个运放简单级联来做闭环放大.

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