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输入电容——共模?差模?

发布时间:2020-04-28 来源:Bruce Trump 责任编辑:wenwei

【导读】运放电路的稳定性受输入电容的影响,它在反向输入端引入了一个相移,即到达反向输入端的反馈支路的延迟。反馈网络受输入电容影响形成了一个不想要的极点。引入输入电容来计算反馈网络的阻抗特性是保证运放电路稳定性的重要一步。但是,哪种电容有影响?差模电容?共模电容?还是都有?
 
运放的输入电容参数经常使人困惑或是忽略。现在让我们明确这些参数怎样才是最好的应用。
 
运放电路的稳定性受输入电容的影响,它在反向输入端引入了一个相移,即到达反向输入端的反馈支路的延迟。反馈网络受输入电容影响形成了一个不想要的极点。引入输入电容来计算反馈网络的阻抗特性是保证运放电路稳定性的重要一步。但是,哪种电容有影响?差模电容?共模电容?还是都有?
 
运放输入电容一般可以在输入阻抗参数一栏找到,差模电容和共模电容都有标明。
 
输入电容——共模?差模?
 
输入电容模型如图1:共模电容连接各个输入端到地,而差模电容连接在两个输入端之间。尽管双电源供电时没有地平面与运放相连接,我们可以把共模电容看作与负电源端相连,交流等效到地。
 
输入电容——共模?差模?
 
在需要关注稳定性的高频区域,运放的开环增益低,在两个输入端之间实际上存在一个交流电压。这将导致差模电容和共模电容一起作用,从而改变反馈信号的相位。因此,两个连接反向输入端的电容相加,加上2pF的导线的杂散电容。这个总电容与并联阻抗反馈网络(R1//R2)一起形成一个极点。
 
输入电容——共模?差模?
 
一般认为:此极点的频率应大于两倍的放大器闭环增益带宽。一个两倍闭环增益带宽上的极点将会减少电路的相位裕量约27°。对于大多数电路,大于两倍闭环增益带宽一般是可以的。有些应用需要更苛刻的稳定条件或是驱动容性负载,也许会需要留更大的裕量。减小反馈网络的阻抗,或是考虑在反馈电阻上R2上加一个电容。
 
今天的通用型运放有着宽的带宽,从5MHz到20MHz甚至更高。原来适用于1MHz的运放反馈网络现在也许会出现问题,所以这就需要您认真检查和确认设计的稳定性。
 
好的运放模型能用精确的输入电容建模。1mV的输入阶跃信号的瞬态响应测试信号不会引起过度的过冲和振铃现象。但是要记住,现实往往超出理论指导和仿真,这种类型的电路需要在最终的电路布局布线中作精细的调整。
 
 
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