[精品]运放分析

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1、本系列所采用的所有技术都将“以实例來定义”，而不管它在其他应用中能否用普通公式来表达。为便于进行稳定性分析,我们在工具箱中使用了多种工具，包描数据资料信息、技巧、经验、SPICE仿真以及真实世界测试等，都将用来加快我们的稳定运放电路设计。尽管很多技术都适用于电压反馈运放，但上述这些工具尤其适用于统一壊益帯宽小于20MHz的电压反馈运放。选择壇益带宽小于20MHz的原因是，随着运放带宽的增加，电路中的其他一些主耍因素会形成回路,如印制板（PCB）上的寄生电容、电容屮的寄生电感以及电阻屮的寄生电容与电感等。我们下面介绍的大多数经验与技术并非仅仅是理论上的，而且是

2、从利用增益带宽小于20MHz的运放、实际设计并构建真实世界电路屮得来的。本系列的第1部分冋顾了进行稳定性分析所需的一些基本知识，并定义了将在整个系列111使用的一些术语。vDataSheetInfo暮/TricksVRules-Of-Thumb“TinaSPICESimulationTestingGoal:TolearnhowtoEASILYanalyzeanddesignOpAmpcircuitsforguaranteedLoopStabilityusingDataSheetInfo,Tricks.Rules-Of-Thumb.TinaSPICESimul

3、ation,andTesting.Note:Tricks&Rules-Of-ThumbapplyforVoltageFeedbackOpAmps,UnityGainBandwidth<20MHz图稳定性分析工具箱图i.o稳定性分析工具箱图字（上、下）:数据资料信息、技巧、经验、TinaSPTCE仿真、测试；目的：学习如何用数据资料信息、技巧、经验法则、TinaSPTCE仿真及测试來“更容易地”分析和设计运放，以确保环路稳定性；注：用于统一增益带宽小于20MHz的电压反馈运放的技巧与经验法则。1.1波特图（曲线）基础幅度曲线的频率响应是电压增益改变与频率改变的

4、关系。这种关系可用波特图上一条以分贝(dB)来表示的电压增益比频率(Hz)曲线来描述。波特幅度图被绘成一种半对数曲线：x轴为采用对数刻度的频率(Hz)、y轴则为采用线性刻度的电压增益(dB),y轴最好是采用方便的每主格45。刻度。波特图的另一半则是相位曲线(相移比频率),并被描绘成以“度”來表示的相移比频率关系。波特相位曲线亦被绘成一种半对数曲线：x轴为采用对数刻度的频率(Hz).y轴为采用线性刻度的相移(度)，y轴最好是采用方便的每主格45°刻度。80100AolCurve/6040MagnitudePlot20010M1101001k10k100kIMF

5、requency(Hz)+90——PhasePlot+45——101001k10k100k1M10Mrrequency(Hz)图1・1幅度与相位波特曲线（图）图字（上、下）：Aol曲线、幅度曲线、频率、相位曲线。幅度波特图要求将电压增益转换成分贝（dB）。进行增益分析时，我们将采用以dB（定义为20Logl0A）表示的电压增益，其屮A为以伏/伏表示的电压增益。dB9A(dB)=20Log10AwhereA=VoltageGaininV/VA(V/V)A(dB)0.001・600.01-400.1-20101020100401,0006010,00080100

6、,0001001,000,00012010,000,000140图1.2幅度波特曲线分贝(dB)定义图1.3定义一些常用的波特图术语：•Roll-OffRate->Decreaseingainwithfrequency•Decadex10increaseorx1/10decreaseinfrequency.From10Hzto100Hzisonedecade.•Octave->X2increaseorx1/2decreaseinfrequency.From10Hzto20Hzisoneoctave.图1.3更多波特曲线定义图字（上、卜）：roll-offra

7、te（卜降速率）增益随频率减小；decade（十倍频程）频率按xlO增加或按xl/10减小，从10Hz到100Hz为一个decade（十倍频程）；octave（倍频程）——频率按x2增加或按xl/2减小，从10Hz到20Hz为一个octave（倍频程）；在电压増益波特图上，増益随频率变化的斜线可定义成按+20dB/decade或-20dB/decade增加或减小。另一•种描述同样斜线的方法是按+6dB/octave或-6dB/octave增加或减小（参见图1.4）以下推导证明了20dB/decade与6dB/octave的等效性：AA(dB)二A(dB)at

8、fb?CA(dB)atfaAA(dB)=[Aol(d