引起放大器振蕩的原因是什么，如何解決？

1.引起振蕩的原因：

放大器周圍存在著很多的反饋路徑。不只是經(jīng)過反饋電阻的，也有通過電源的以及印制電路線條的反饋路徑。由于印制電路板以及連接到輸出線纜等處的寄生元件的影響，穩(wěn)定的放大器也會(huì)變得不穩(wěn)定。這種寄生元件引起的振蕩稱為寄生振蕩。另外，無旁路電容的電源的電壓變動(dòng)反饋到 OP 放大器的輸入部分也會(huì)引起振蕩。

最直接的原因或通俗的解釋

1、環(huán)路增益大于1

2、反饋前后信號(hào)的相位差在360度以上，也就是能夠形成正反饋。

自激振蕩的引起，主要是因?yàn)榧?a target="_blank">運(yùn)算放大器內(nèi)部是由多級(jí)直流放大器所組成，由于每級(jí)放大器的輸出及后一級(jí)放大器的輸入都存在輸出阻抗和輸入阻抗及分布電容，這樣在級(jí)間都存在R-C相移網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)信號(hào)每通過一級(jí)R-C網(wǎng)絡(luò)后，就要產(chǎn)生一個(gè)附加相移。此外，在運(yùn)放的外部偏置電阻和運(yùn)放輸入電容，運(yùn)放輸出電阻和容性負(fù)載反饋電容，以及多級(jí)運(yùn)放通過電源的公共內(nèi)阻，甚至電源線上的分布電感，接地不良等耦合，都可形成附加相移。結(jié)果，運(yùn)放輸出的信號(hào)，通過負(fù)反饋回路再疊加增到 180 度的附加相移，且若反饋量足夠大，終將使負(fù)反饋轉(zhuǎn)變成正反饋，從而引起振蕩。

具體一點(diǎn)可能：

1.可能運(yùn)放是分布電容和電感引起的；

2. 運(yùn)放驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載導(dǎo)致；

3.可能是反饋過深引起的；

2.振蕩的癥狀：

2.1 脈沖響應(yīng)波形混亂或有高頻信號(hào)疊加脈沖信號(hào)輸入不穩(wěn)定的放大器表現(xiàn)出的癥狀如圖 1 所示，有時(shí)輸出的波形拖著一較大的衰減振蕩［圖 1 （a）］，或無信號(hào)輸入，卻有圖 1 （b） 所示的那種信號(hào)隨意輸出的現(xiàn)象，還有如圖 2 （c） 所示疊加有高頻信號(hào)的情況。

圖 1 發(fā)生振蕩的放大器特有的輸出波形

2.2 OP 放大器外殼燙得手碰不得多重反饋型 HPF 的 OP 放大器振蕩的原因，有可能表現(xiàn)為外殼的異常發(fā)熱。這是由于濾波器組成電容成為 OP 放大器的容性負(fù)載而變得不穩(wěn)定的緣故。IC 的外殼燙的手不能碰時(shí)，應(yīng)根據(jù) OP 放大器的功率消耗和熱電阻來推算其結(jié)的溫度，如果實(shí)際溫度明顯高于此計(jì)算值，則可能發(fā)生了振蕩。

2.3 直流輸出電壓變動(dòng)大到預(yù)計(jì)以上如圖 2 所示，如果看到的波形中有超低頻的振動(dòng)，那就要先確認(rèn)放大器的增益。若放大器的增益在數(shù)十倍以下不是很高，有可能是電路的某個(gè)地方發(fā)生了振蕩。圖 2 用示波器觀測時(shí)，有時(shí)會(huì)看到直流電平在低頻起伏變動(dòng)，手靠近電路時(shí)變動(dòng)的樣子還會(huì)變化。這種癥狀很像 OP 放大器的溫度漂移以及后述的寄生熱電偶效應(yīng)，兩者區(qū)分開還不容易。如果放大器的增益較大，則有可能不是振蕩而是寄生熱電偶引起的電壓變動(dòng)。焊錫與 OP 放大器引線使用的銅之間，由于不同金屬間發(fā)生的塞貝克效應(yīng)而產(chǎn)生了熱致電壓。制作過程中無意間形成的熱電偶稱為寄生熱電偶。通常，寄生熱電偶引起的熱致電壓很微弱，不會(huì)對(duì)電路工作造成障礙，但經(jīng)過放大器放大后則會(huì)成為誤差的主要因素。寄生熱電偶對(duì)周圍溫度的變化很敏感，所以，主要 OP 放大器上有風(fēng)吹，輸出電壓就會(huì)有大的變動(dòng)。為防止有風(fēng)吹到 OP 放大器而將放大器周圍罩住后，如果變動(dòng)還不停止，則有可能是發(fā)生了振蕩。寄生熱電偶因溫度變化產(chǎn)生的電壓變動(dòng)，可以使用密封膠等隔離 IC 周圍電路上的風(fēng)流來應(yīng)對(duì)。

3.解決方法：

1. 環(huán)內(nèi)補(bǔ)償

運(yùn)放反饋電阻并接反饋電容 Cc

小電容叫做移相電容，防止運(yùn)放自激的一般取0點(diǎn)幾皮法到幾十皮法幾百皮法，看工作的頻率以及運(yùn)放的型號(hào)來定。簡單點(diǎn)說加的電容越大，帶寬越窄；

防止振蕩 Rf 和運(yùn)放的輸入電容及雜散電容形成極點(diǎn)，如果該極點(diǎn)在運(yùn)放使用的頻率范圍內(nèi)就可能使運(yùn)放產(chǎn)生振蕩；加入 Cc后，Cf 和 Rf 產(chǎn)生零點(diǎn)，用來抵消極點(diǎn)。一般取值 Cf 》 Ci，Ci 為運(yùn)放的輸入電容和輸入腳雜散總電容。

2. 環(huán)路外補(bǔ)償法

在運(yùn)放的輸出端串上一個(gè)小電阻 Rc

小電阻取值一般在數(shù)十歐姆到幾百歐姆之間，具體值與后級(jí)電路的輸入電容有關(guān)，可嘗試不同的電阻值，獲得穩(wěn)定的輸出，如下圖 3 為串電阻 Rc 添加了反饋電容 Cc 的電路圖。

注意：

1.保持電源供電穩(wěn)定，最好并聯(lián)104 ，106等電容；

2.放大倍數(shù)不能過大，放大級(jí)數(shù)也不要超過四級(jí)；

3.放大電路的阻值要適當(dāng)，不要過大或過??；

4.放大倍數(shù)不宜過大，輸出信號(hào)過強(qiáng)，輸入信號(hào)過于弱，則容易耦合；

5.輸出走線太長的時(shí)候，不光容易自激，而且信號(hào)也容易受到干擾，最好走屏蔽，沒有條件，可以考慮輸出串小電阻。串聯(lián)小電阻，不完全是解決相位問題，同時(shí)解決容性負(fù)載過大時(shí)，造成的運(yùn)放工作異常；

實(shí)驗(yàn)或測試之前，若用示波器接在運(yùn)放輸出端，有時(shí)可以看到頻率較高且近似正弦波的波形，偶爾也出現(xiàn)低頻振蕩的情況?？筛鶕?jù)產(chǎn)生振蕩的原理采取不同的方法解決：

（1）反饋極性是否接錯(cuò)或負(fù)反饋太強(qiáng)。若將負(fù)反饋錯(cuò)接成正反饋則極易產(chǎn)生振蕩。另外，負(fù)反饋愈強(qiáng)也愈易產(chǎn)生自激；

（2）若輸出端接有的電容性負(fù)載，由于容性負(fù)載加強(qiáng)了電路的相移，所以更易自激?？梢杂昧硪粋€(gè)RC環(huán)節(jié)來補(bǔ)償相移，如果補(bǔ)償?shù)煤米约ふ袷幘蜁?huì)消除；

（3）接線雜散電容過大，當(dāng)輸入回路為高阻時(shí)，由接線到地或接線之間的雜散電容與電阻組成的滯后環(huán)節(jié)，將使組件變得不穩(wěn)定。為此可在 Rf （反饋電阻）兩端并聯(lián)一個(gè)電容 Cf，或者在運(yùn)放的輸入端并聯(lián)一個(gè) RC 支路，這兩個(gè)環(huán)節(jié)都屬于超前校正的性質(zhì)，即它們產(chǎn)生的相位超前作用將有可能抵消前面所述雜散電容所起的相位滯后作用，從而使運(yùn)放穩(wěn)定；

（4）電源接線旁路措施不夠。電源引線不僅具有一定電阻，還有一定的電感和分布電容，因此當(dāng)有許多運(yùn)放接到同一根電源線時(shí)，將通過這些因素產(chǎn)生相互之間的影響，解決的辦法是在印刷電路板插座上的正負(fù)電源的接線端與地之間接上幾十uF的電解電容和0.01uF的陶瓷電容相并聯(lián)，如果運(yùn)放是作為寬頻放大，須選用低電感量的電容；
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