放大器的防振电路

图l是将D/A变换器的输出放大2倍的电路，其输出信号经20m同轴电缆传送到数字万用表，结果在运放的输出端出现了异常振荡。究其原因，是输出端同轴电缆的静电容量(构成容性负载)在作乱。
    

容性负载引起振荡的原因

    

原因是运算放大器的输出阻抗不为零。如图2电路，运算放大器LF4ll输出阻抗含有一定的电阻成分Ro，根据手册参数推断，Ro为40Ω。这个Ro和容性负载CL形成一个低通滤波器，使输出信号的相位相对于输入信号发生偏移，相位偏移的一部分信号又被反馈到输入端，从而引起异常振荡或振铃。使工作不稳定的容性负载计算如下：

    

CL≥1／2πBGRo=1／2π×4×l06×40≈1000pF

    

式中：BG为LF411的GB积(4MHz)

    

实测同轴电缆的电容量为95pF/m，其20m长的总电容量再加上数字电压表的输入电容量300pF，共约200％PF。故1oooPF≤CL≤2200pF。

    

防振电路的参数设计

    

图3为防振电路，在反馈环路中，C1将高频成分反馈到运放的反相输入端，追加的R3则将低频成分经R2反馈到反相输入端。

    

R3的取值：R3将C1和CL隔离开来，其值过大过小都可能影响到反馈增益和动态范围，一般取其值为Ro的5倍多，本例取220Ω。

    

C1的取值：图3电路中，由于容性负载而出现的零交叉点频率：

    

fp=1／2π(Ro+R3)CL

     则应有cl≥1／2π(R2+Ro)fp=(Ro+R3)CL／(R2+R3)

    

将图3中各电阻值及前述2200pF代入上式，计算出Cl=56pF。考虑到零件的误差及相位的稳定性，实用的Cl值应取计算值的10倍，故实际取C1=560pF，当然，增大c1会使电路的高频特性下降，因而在选择C1大小时还应充分考虑电路的用途。