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双级运放不稳定问题

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楼主
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!

1222.jpg (997.81 KB )

1222.jpg

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沙发
maychang| | 2011-6-17 14:55 | 只看该作者
这么低的电压增益,为何要用两级运放级联?

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板凳
gx_huang| | 2011-6-17 16:07 | 只看该作者
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。

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地板
magic_yuan|  楼主 | 2011-6-17 18:01 | 只看该作者
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!

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5
mmax| | 2011-6-17 20:14 | 只看该作者
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

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6
Fairchild2440| | 2011-6-18 01:29 | 只看该作者
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?

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7
bbyeah| | 2011-6-18 03:53 | 只看该作者
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

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8
maychang| | 2011-6-18 06:35 | 只看该作者
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。

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9
magic_yuan|  楼主 | 2011-6-18 20:11 | 只看该作者
to  #5楼  bbyeah大侠
   个人觉

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10
magic_yuan|  楼主 | 2011-6-18 20:33 | 只看该作者
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!

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11
xiaotann| | 2011-6-19 12:47 | 只看该作者
电路如图中所示

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12
bbyeah| | 2011-6-20 05:32 | 只看该作者
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

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13
magic_yuan|  楼主 | 2011-6-20 15:49 | 只看该作者
加H的意思估计就是高速的意思

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14
bbyeah| | 2011-6-21 02:12 | 只看该作者
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

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15
magic_yuan|  楼主 | 2011-6-25 10:23 | 只看该作者
我看multisium模型SR值真是超高的

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16
littlestonechy| | 2011-6-25 15:06 | 只看该作者
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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