使用运放构成电压跟随器的稳定性问题

使用运放构成电压跟随器的稳定性问题

A：对于采用负反馈的放大电路，如何减少振荡以保持稳定，目前尚无定论。电压跟随器也不例外。

运算放大器理想的运行状态是输出电压和输入电压为同相，即，当负输入端的印加电压引起输出增大时，运算放大器能够相应地使增加的电压降低。不过，运算放大器的输入端和输出端的相位总有差异。当输出和输出之间的相位相差180°时，负输入与正输入正好相同，原本应该减少的输出却得到了增强。(成为正反溃的状态。)如果在特定频段陷入这一状态，并且仍然保持原有振幅，那么该输出频率和振荡状态将一直持续下去。

FIg1.　电压跟随器和反馈环路

2. 输入输出端出现相位差的主要原因

其原因大致可分为两种:

1，由于运算放大器固有的特性

2，由于运算放大器以外的反馈环路的特性

2.1. 运算放大器的特性

Fig2a 及Fig2b分别代表性地反映了运算放大器的电压增益—频率特性和相位—频率特性。数据手册中也有这两张曲线图。

如图所示，运算放大器的电压增益和相位随频率变化。运算放大器的增益与反馈后的增益(使用电压跟随器时为0dB)之差，即为反馈环路绕行一周的增益(反馈增益)。如果反馈增益不足1倍(0dB)，那么，即使相位变化180o，回到正反馈状态，负增益也将在电路中逐渐衰减，理论上不会引起震荡。

反而言之，当相位变化180o后，如频率对应的环路增益为1倍，则将维持原有振幅;如频率对应的环路增益为大于1倍时，振幅将逐渐发散。在多数情况下，在振幅发散过程中，受最大输出电压等非线性要素的影响，振幅受到限制，将维持震荡状态。

为此，当环路增益为0dB时的频率所对应的相位与180o之间的差是判断负反馈环路稳定性的重要因素，该参数称为相位裕度。(Fig2b.)

注：数据手册注明「建议使用6dB以上的增益」的放大器，不可用作电压跟随器。