運(yùn)放電路雙反饋Riso穩(wěn)定性補(bǔ)償方法

在前面我們討論了，第一種使用隔離電阻來(lái)補(bǔ)償容性負(fù)載的方法。雖然Riso電路設(shè)計(jì)和使用都較簡(jiǎn)單，但它在精密電路里有一大缺點(diǎn)，Riso上的壓降與輸出電流或輸出負(fù)載有關(guān)，并且Riso造成的壓降可能影響輸出信號(hào)的準(zhǔn)確度，如右圖所示對(duì)于一個(gè)10mV的輸出信號(hào)由于250Ω的輸出負(fù)載，而產(chǎn)生超過(guò)3mV的壓降也就是會(huì)帶來(lái)30%的誤差。

為了解決Riso產(chǎn)生壓降的問(wèn)題，我們可以使用這里所展示的Riso+雙反饋的電路。

Riso+雙反饋的工作原理，可以用DC和AC等效電路來(lái)分析。在DC時(shí)，反饋電容Cf是開(kāi)路的，并且Rf閉合了包含Riso的反饋環(huán)路。因?yàn)楝F(xiàn)在Riso是在運(yùn)放的反饋環(huán)路里面的，運(yùn)放輸出會(huì)增大來(lái)補(bǔ)償Riso的壓降，所以負(fù)載電壓Vload會(huì)等于Vin。

在AC頻率時(shí)Cf是短路的，當(dāng)這個(gè)發(fā)生時(shí)Rf可以被認(rèn)為是開(kāi)路的，因?yàn)镃f的阻抗Zcf會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Rf的阻抗，因此在AC時(shí)，這個(gè)電路看起來(lái)會(huì)和標(biāo)準(zhǔn)的Riso電路一樣。

這個(gè)電路的第一個(gè)設(shè)計(jì)步驟，是選擇Riso，選擇方法與我們之前所說(shuō)的方法1，Riso中選擇Riso的方法相同。使得Aol曲線上等于20dB的頻率點(diǎn)上產(chǎn)生一個(gè)零點(diǎn)。然后Rf可以選擇為任意一個(gè)大于100*Riso的值，以防止其與Riso相互作用。最后一步是在圖片左下方所示的，范圍內(nèi)選擇Cf的值，使用這個(gè)范圍內(nèi)的值，可以保證兩個(gè)反饋路徑Rf和Cf永遠(yuǎn)不會(huì)產(chǎn)生諧振而導(dǎo)致不穩(wěn)定。更小的Cf值會(huì)有更快的建立時(shí)間settlingtime，但以一定負(fù)載范圍內(nèi)的過(guò)沖為代價(jià)。

從結(jié)果可見(jiàn)，運(yùn)放輸出和負(fù)載電壓到達(dá)穩(wěn)定值，而沒(méi)有過(guò)大的過(guò)沖與振鈴，說(shuō)明這是一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)，為克服Riso壓降而增大的Vo在這里也可以清楚地看到。

當(dāng)Riso+雙反饋電路解決Riso電路DC精度問(wèn)題的同時(shí)，它也帶來(lái)一些缺點(diǎn)。如這里所示，一個(gè)Riso電路在合理的大范圍容性負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)變化下，通常會(huì)保持穩(wěn)定。Riso+雙反饋電路對(duì)輸出電容的變化容忍度沒(méi)有那么大，電路易受到容性負(fù)載的變化而變得不穩(wěn)定。因此Riso+雙反饋電路適用于輸出電容確定，并且不會(huì)顯著變化的場(chǎng)合。Riso+雙反饋方法通常會(huì)導(dǎo)致建立時(shí)間比Riso電路更慢。