运算放大电路中电容的作用


运算放大电路中电容的作用

① 高速运算放大器为什么要在正负电源端加电容?

  不只是高速运算放大器正负电源要加电容,运放一般都会在正负电源上加电容,这个电容叫去耦电容,起降低源阻抗、降低电源噪声、增加运放稳定性的作用,容值一般为104(0.1μF),随工作频率的升高可以减小。

② 运算放大器输出端接两个二极管到正负电源有什么作用?

  运放输出接二极管一般都是钳位和保护,限制输出电压在某个范围内。

  在你的电路中,由于两二极管的钳位电压与运放的输出电压一致,不存在输出钳位的作用,但可以保护输出受到外部瞬间高压的危害,保证运放的安全。

③ 请问有工作电压是正负12V或正负5V,输出电压达到20几伏的运算放大器么?

  一般放大器的输出要小于电源电源的,如果输出等于电源电压的叫轨对轨输出。

④ 运算放大器输入输出两端加电容的作用

  运放的相位补偿,是为了让运放能够正常工作电路中常在输入与输出之间加一相位补偿电容

  补偿电容的作用:

  1.改变反馈网络相移,补偿运放滞后;

  2.补偿运放输入端电容的影响(其实最终还是补偿相位....)

  因为我们所用的运放都不是理想的。一般实际使用的运算放大器对一定频率的信号都有相应的相移作用,这样的信号反馈到输入端将使放大电路工作不稳定甚至发生振荡,为此必须加相应的电容予以一定的相位补偿。在运放内部一般内置有补偿

电容,当然如果需要的话也可在电路中外加,至于其值取决于信号频率和电路特性。

运放输入补偿电容

  一般线性工作的放大器(即引入负反馈的放大电路)的输入寄生电容Cs 会影响电路的稳定性,其补偿措施见图。放大器的输入端一般存在约几皮法的寄生电容CS,这个电容包括运放的输入电容和布线分布电容,它与反馈电阻Rf组成一个滞后网路,引起输出电压

相位滞后,当输入信号的频率很高时,Cs的旁路作用使放大器的高频响应变差,其频带的上限频率约为:wh=1/(2piRfCs)

  若Rf的阻值较大,放大器的上限频率就将严重下降,同时CS,Rf引入的附加滞后相位可能引起寄生振荡,因而会引起严重的稳定性问题。对比,一个简单的解决方法是减小Rf的阻值,使wh高出实际应用的频率范围,但这种方法将使运算放大器

的电压放大倍数下降(因Av=-Rf/Rin)。为了保持放大电路的电压放大倍数较高,更通用的方法是在Rf上并接一个补偿电容Cf,使Rin Cf网络与Rf Cs网络构成相位补偿。RinCf将引起输出电压相位超前,由于不能准确知道Cs的值,所以相位超前量与

滞后量不可能得到完全补偿,一般是采用可变电容Cf,用试验和调整Cf的方法使附加相移最小。若Rf=10K Cf的典型值3~10pF。对于电压跟随器而言,其Cf值可以稍大一些。

  对于许多集成运算放大电路,若输出负载电容CL的值比100pF大很多,由于输出电容(包括寄生电容)与输出电阻将造成附加移相,这个附加移相的累加就可能产生寄生振荡。使放大器工作严重不稳。解决这一问题的方法是在运放输出端串联一

个电阻R0,使负载电容CL与放大电路相隔离,如图所示,在R0的后面接反馈电阻Rf,这样可以补偿直流衰减,加反馈电容Cf会降低高频闭环电压放大倍数,Cf的选取方法是:使放大电路在单位增益频率fT时的容抗XcfsRf/10,又Xf=1/(2pifTCf),一般情

况下,R0=50~200欧姆,Cf约为3~10pF。


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