用OP07作电流源反馈电路中的误差放大器可以吗？

登录 · 发表于 2011-7-9 21:31

（1）“除非你能在引入新的主极点的同时把别的极点推到2GBW以上，否则还是不稳定的”，请给出你的理论依据。我认为补偿新的极点后，在原有主极点的频率处如果增益已经下降到0dB，即能有45°的相位裕度，就是稳定的 ...
ShakaLeo 发表于 2011-7-9 07:16

针对问题1，首先，运放内部已有的极点频率是无法被改变的，通过fpole1*Aol,dc=GBW，假设开环直流增益100dB，计算得主极点频率为0.6MHz/100dB=6Hz
记住这个点在运放内部，然后第二极点的位置从datasheet里无法找到，相位裕度也没有给出，只有这个图：

可以推测得到这个运放本身的相位裕度大约在45~60之间，即2*GBW>fp2>GBW

pf,pt分别为放大器在频域和时域响应中对应点的尖峰值，相位裕度63度时无尖峰，这个准则常用为运放的设计标准，更保守一些一般取3GBW即72度

则可以看到，因为第一极点无法修改，则为了稳定性考虑，要么把GBW压到个位数，否则无法在添加主极点的情况下稳定，只能通过推高输出结点这个极点的频率，常见的方法是引入零点，楼主贴图里串联的那个电阻即为此作用

发表于 2011-7-9 21:37

本帖最后由 bbyeah 于 2011-7-9 21:47 编辑

（1）“除非你能在引入新的主极点的同时把别的极点推到2GBW以上，否则还是不稳定的”，请给出你的理论依据。我认为补偿新的极点后，在原有主极点的频率处如果增益已经下降到0dB，即能有45°的相位裕度，就是稳定的 ...
ShakaLeo 发表于 2011-7-9 07:16

第二个问题，使用N型器件在低频无相移这点大家都是共识，主要问题在于基极的极点是否显著这个问题上，毕竟输出点的阻抗是1/gm，一般可以不作考虑。
基极这个极点的话主要看驱动级也就是误差放大器和这个调整管的输入电容（注意这里没有米勒效应，PNP管的话是有的），如果没有附加电容在这里，而采用直连的方式，以大多数普通运放的输出能力，还真是不用管。注意轨对轨输出的运放不同，他们的输出阻抗数倍高于通用运放
建议看一看LDO设计方面的资料会提到这个在使用N,P管的情况下完全不同的设计方法

发表于 2011-7-9 22:18

第二个问题，使用N型器件在低频无相移这点大家都是共识，主要问题在于基极的极点是否显著这个问题上，毕竟输出点的阻抗是1/gm，一般可以不作考虑。
基极这个极点的话主要看驱动级也就是误差放大器和这个调整管的输 ...
bbyeah 发表于 2011-7-9 21:37

先理清一个概念，什么叫稳定？是系统在输入激励去除以后，输出在时域内是收敛的，则系统就是稳定的。所以“第二个极点频率大于2GBW"，是稳定的充分条件而不是必要条件。当然这个可能会关系到瞬态响应的性能。
“调整管使用N型并不会引入相移”跟“在低频无相移”也不一样。
关于“输出级是PNP管驱动还是NPN管驱动，还有LDO对其输出电容及其ESR的要求”的一些资料，以前早就看过，谢谢。

发表于 2011-7-9 23:56

本帖最后由 bbyeah 于 2011-7-10 00:09 编辑

对，时域收敛是一个比相位裕度更严格的判据，这是定义，前面图中Pt(dB)一项即为单位阶跃响应下过冲的幅度，相位裕度判据本身就是从时域的响应推导出来的

fp2<GBW的情况还能稳定的话也很简单，加入零点补偿，前面的分析都是基于补偿到一阶系统响应稳定来说的

而且在分析相位裕度，GBW,零极点啥的，都是根据小信号模型的，大信号模型下只有比这严格的情况，毕竟都是首先把工作点优化到最佳效率上去

既然看过我就很难理解把调整管输入级作为主极点的这种想法了

发表于 2011-7-10 09:00

单就防自激来说,改变主极点和补偿零点都可以.
但是考虑到时域的动态性能时(比如阶越,冲击),主极点的选择就要注意了,不然负载一个开关,电源就稳不住了.

发表于 2011-7-10 09:09

这种讨论不会有结果，还浪费时间，唯一的好处是让大家知道了风险，并去分析。
不同情况下，RL的特性不一样，稳定性会不一样。建议搭个实际电路看看。
就好比有些LDO，输出的滤波电容不是越大越好，大了反而会自激。

登录 · 发表于 2011-7-10 09:42

本帖最后由 ShakaLeo 于 2011-7-10 09:44 编辑

既然看过我就很难理解把调整管输入级作为主极点的这种想法了
bbyeah 发表于 2011-7-9 23:56

[/quote]
并没有把调整管引入的极点作为主极点。我当时在10楼所说的没有考虑OP07的具体参数，OP07的带宽确实很窄。但射极跟随电路本身的极点在使用高速运放时是不能忽略的，仿真了一下，所选三极管的输入电容只有十几pF，60欧电阻模拟运放的开环输出电阻，10欧电阻用来模拟负载。两级射极跟随所引入的极点频率只有几十M，在100M的时候已经有50-60°的相移，这对于增益带宽积达到上百M的运放是不能忽略的。

发表于 2011-7-10 11:26

常见的方法是引入零点，楼主贴图里串联的那个电阻即为此作用
bbyeah 发表于 2011-7-9 21:31

运放输出端串接的电阻，与后面的10uF电容引入的是一个频率较低的极点，而不是零点。

发表于 2011-7-11 02:29

所有楼上的回复知识含量都很高啊……学习了……

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