如何让运算放大器输出振荡

首先看一下正常放大的仿真，下图是对一个方波进行放大的2倍同相比例放大器，输入信号为1V占空比为50%的方波，输出为2V占空比为50%的方波。以及对他进行瞬态分析的结果，可以看到输入信号为红色的方波，输出的信号为绿色方波。

 

那么如何让他振荡起来呢？ 小妙招1，运放输出端并联电容。

然后再对其进行瞬态分析，发现方波出现了上冲和下冲，以及振铃，可以看到最大值振荡到3V了将近。

 

这种现象是由于环路不稳定，相位裕度不足导致的；我们可以按照TI文档中的方法进行相位裕度的仿真。TI的文档如下，我们先仿真一下不并联电容情况下的相位裕度。

如果想看其他的曲线可以在multisim中添加相应的表达式，下图表达式依次为开环增益，反馈系数，环路增益：

 

 

那么接着我们再对接了22nf的电路进行仿真相位裕度，可以看到相位裕度已经变得非常小了仅仅只剩下了2°。

 

小妙招2 反相输入端并联电容

这次去掉输出端并联的电容，仅仅在反相输入端并联一颗2.2nF的电容，输入保持不变，可以看到输出波形更猛了。

 

对其进行相位裕度分析，可以看到，此时相位裕度也仅仅只有3°。（为什么相位裕度和之前差不多，但是输出波形更糟糕没想明白，欢迎私信==）

 

那么如果同时使用这两个小妙招呢？可以看到输出波形基本振荡起来了，更糟糕了：

 

对其进行相位裕度仿真，可以看到相位裕度为-44度，也就是说此时负反馈已经某种程度上变为了正反馈，所以更容易自激振荡了。

 

所以说以下应用场合要格外注意处理，注意做相位补偿，比如输出端串接隔离电阻，增大闭环放大倍数，增加相位补偿电容，更换带宽更高的运算放大器等。

审核编辑：黄飞