容性負載該怎么處理？

作為電子工程師，運算放大器算是很常見的一種IC了。今天我們說說一些設計的細節(jié)問題。

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第一、偏置電流如何補償

對于常用的反相運算放大器，其典型電路如下：

在這種情況下，R3為平衡電阻，保證運放的電流補償，使正負端偏置電流相等。甚至取值更大時，會產(chǎn)生更大的噪聲和飄逸。但是，應大于輸入信號源的內阻。

這時，善于思考的工程師都會想到，如果是同相放大器，電路原理又是怎樣的呢？現(xiàn)在我們先回顧下同相運放的設計電路：

當計算出的Rp為負值時，需要將該電阻移動到正相端，與R1串聯(lián)在輸入端。

這里額外多插入一句，同相比例運放具有高輸入阻抗、低輸出阻抗的特性，廣泛應用在前置運放電路中。

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第二、調零電路

今天運放已經(jīng)發(fā)展的很迅速，輔助功能各式各樣，例如有些運放已經(jīng)具有了調零的外接端口，此時依據(jù)數(shù)據(jù)手冊選擇合適的電阻就可以完成運放調零。例如LF356運放，其典型電路如下：

另外一些低成本的運放或許不帶這些自動調節(jié)功能，那么作為設計師的我們也不為難，通過簡單的加法電路、減法電路等就可以完成固定的調零（雖然有時這種做法只有隔靴撓癢的作用）。

通常在補償電路中增加一個三極管電路，利用PN結的溫度特性，完成運放的溫度補償。例如在LF355典型電路中將三極管電路嵌入在V+和25K反饋電阻之間。

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第三、相位補償如何選擇

當閱讀一個集成運放數(shù)據(jù)手冊的時候，會發(fā)現(xiàn)集成運放的內部其實是一個多級的放大器，因此，不可避免的對系統(tǒng)引入了極點，使得電路需要進行相位補償。通常采用超前補償、滯后補償和滯后-超前補償。所謂的超前補償就是相移減小的補償，通俗的講就是使電路出現(xiàn)零點，在該頻率處的輸出信號比輸入信號的相位超前45°。通過計算得出將出現(xiàn)極點的頻率點，據(jù)此來人工設計出一個零點，從而使系統(tǒng)變得穩(wěn)定。

滯后補償通常可以理解為使相移增大的補償。可以使主極點頻率降低，使放大器頻帶變窄，這樣，就可以使運放電路在有限的帶寬內只有一個極點，使運放電路變得容易調整。

第三種就是超前-滯后補償，即采用合適的方法來處理運放單元?？傊?，萬變不離其宗。

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第四、容性負載該怎么處理

在平時的電子電路設計中，會由于不小心或者不注意負載的特性，而使電路變得震蕩，這時，就應該注意負載的特性了。

通常情況下，當負載為容性，并且估計其電容值小于2000pF時，可通過在負載和運放的輸出端串聯(lián)一個小的電阻來消除震蕩。電阻R2的大小為10-300Ω之間。

當負載較大時，采用如下的方案消除震蕩：

補償電容C2與反饋電阻R3構成超前補償網(wǎng)絡，形成新的零點，抵消容性負載C1和運放輸出電阻（Ro） 構成的新極點， 從而達到消除震蕩的目的。此時的補償電容C2 大小為C2=C1（Ro+Rk）/R3，Rk（可變電阻）取經(jīng)驗值10-300Ω。以上為運放電路設計中容易出現(xiàn)的問題和合適的解決方案，希望對大家有所啟發(fā)。
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