運(yùn)放電路何時(shí)不穩(wěn)定？閉合速率分析法！

運(yùn)放電路何時(shí)不穩(wěn)定？

除直接測(cè)量每個(gè)電路的相位裕量來(lái)判斷其是否穩(wěn)定。另外有一種更加簡(jiǎn)單的辦法可以判斷，并且這種方法會(huì)告訴我們更多的信息。

這種方法被稱為閉合速率分析法，使用這個(gè)方法時(shí)，我們只需要考察Aol與1/β。

由于傳遞函數(shù)中的零極點(diǎn)曲線會(huì)有很規(guī)律的斜率，通過(guò)分析Aol與1/β相交的速率，我們可以快速的判定電路是否穩(wěn)定，我們的法則為閉合速率為20dB才滿足穩(wěn)定的要求。

在之前的電路中，其運(yùn)放反相輸入端接入了一個(gè)電容，我們使用同一個(gè)電路來(lái)進(jìn)行分析。電容造成了1/β的一個(gè)零點(diǎn)，使得1/β曲線的速率為+20dB/dec。Aol曲線在運(yùn)放的主極點(diǎn)后以-20dB/dec的速率降低。

當(dāng)兩者在fc處相交，閉合速率等于Aol的速率與1/β速率之差，得出40dB的結(jié)果，因?yàn)榻Y(jié)果大于20dB所以得出結(jié)論電路是不穩(wěn)定的。

與之前采用相位裕量分析的結(jié)果一致，除了快速得出結(jié)論，閉合速率還能揭示出導(dǎo)致電路不穩(wěn)定的因素。

在電路中，Aol的斜率表示的運(yùn)放主極點(diǎn)的效果，正如我們所期望的一樣，然后對(duì)于1/β曲線+20意味著反饋網(wǎng)絡(luò)中形成了一個(gè)零點(diǎn)，所以我們可以采取措施去補(bǔ)償它，而直接得到相位裕量的分析方法，卻不能得到類似的結(jié)論。

閉合速率的方法之所以奏效，是因?yàn)锳ol與1/β分別與電路中的極點(diǎn)與零點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，20dB的閉合速率，意味著電路只受到一個(gè)極點(diǎn)的影響，對(duì)應(yīng)的相位裕量為45°，符合穩(wěn)定的判斷。

我們也可以用這個(gè)方法，分析同相放大器的穩(wěn)定性。在這個(gè)電路中1/β是平坦的，沒(méi)有像之前例子中的零點(diǎn)，Aol仍然是以-20dB/dec下降，閉合速率是-20dB，因此結(jié)論為電路是穩(wěn)定的。

如之前所述，閉合速率與相位裕度是互相關(guān)聯(lián)的。這里給出了三個(gè)例子，說(shuō)明不同的閉合速率和它們所對(duì)應(yīng)的相位裕度。

在第一個(gè)例子中，閉合速率為20dB，電路是穩(wěn)定的，相位裕量在45°到90°之間，這是最佳的電路設(shè)計(jì)；

在第二個(gè)例子中1/β曲線在fc處有一個(gè)零點(diǎn)，在fc處閉合速率開(kāi)始改變，并且將在20與40之間，這個(gè)例子符合45°相位裕量。要注意零點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致最大90°的相移，在零點(diǎn)處為45°相移，因而Aolβ的整體相移構(gòu)成為Aol主極點(diǎn)處90°相移，fc處45°相移，還有45°的相位裕量；

在第三個(gè)例子中1/β曲線在fc之前有一個(gè)零點(diǎn)，閉合速率為40dB/dec，相位裕量對(duì)應(yīng)為0到45°之間，它意味著一個(gè)不穩(wěn)定的電路。