Tina Collins

當(dāng)信號(hào)需要增益時(shí)，放大器是首選元件。反饋電阻和增益電阻之比，RF/RG，對(duì)于電壓反饋和全差分放大器，確定增益。設(shè)置比率后，下一步是為任一 R 選擇一個(gè)值F或 RG.R的選擇F會(huì)影響放大器的穩(wěn)定性。

放大器的內(nèi)部輸入電容（見(jiàn)數(shù)據(jù)手冊(cè)的規(guī)格表）與R相互作用F在傳遞函數(shù)中形成極點(diǎn)。如果 RF非常大，這個(gè)極點(diǎn)會(huì)影響穩(wěn)定性。如果極點(diǎn)出現(xiàn)在遠(yuǎn)大于交越頻率的頻率下，則不會(huì)影響穩(wěn)定性。但是，如果極點(diǎn)的位置由 f = 1/（2πR 確定）FC輸入，放大器）發(fā)生在交越頻率附近，相位裕量會(huì)減小，導(dǎo)致潛在的不穩(wěn)定。

圖1示例顯示了ADA4807-1電壓反饋放大器在同相增益為2的配置中，反饋電阻為499 Ω、1 kΩ和10 kΩ的實(shí)驗(yàn)室結(jié)果。數(shù)據(jù)手冊(cè)推薦使用 RF值為 499 Ω。

小信號(hào)頻率響應(yīng)中的峰值程度表明不穩(wěn)定。增加 RF從499 Ω到1 kΩ略微增加峰值。這意味著放大器具有足夠的相位裕量，RF1 kΩ 且穩(wěn)定。R的情況并非如此。F的 10 kΩ。高水平的峰值意味著不穩(wěn)定（振蕩），不建議這樣做。

圖1.使用不同反饋電阻的實(shí)驗(yàn)室結(jié)果。VS= ±5 V， V外= 40 mV 峰峰值，R負(fù)荷R = 1 kΩF值為 499 Ω、1 kΩ 和 10 kΩ。

圖2.使用ADA4807 SPICE模型的仿真結(jié)果。VS= ±5 V， G = 2 和 R負(fù)荷R = 1 kΩF值為 499 Ω、1 kΩ 和 10 kΩ。

在實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證電路不是驗(yàn)證潛在不穩(wěn)定性的強(qiáng)制性步驟。圖 3 顯示了使用具有相同 R 的 SPICE 模型的仿真結(jié)果F值為 499 Ω、1 kΩ 和 10 kΩ。結(jié)果與圖1一致。圖3顯示了時(shí)域的不穩(wěn)定性。通過(guò)在R兩端放置一個(gè)反饋電容來(lái)為傳遞函數(shù)添加一個(gè)零點(diǎn)F將消除不穩(wěn)定性，如圖 4 所示。

圖3.使用ADA4807 SPICE模型的脈沖響應(yīng)仿真結(jié)果。VS= ±5 V， G = 2 和 R負(fù)荷R = 1 kΩF值為 499 Ω、1 kΩ 和 10 kΩ

圖4.使用3.3 pF反饋電容C時(shí)的脈沖響應(yīng)仿真結(jié)果F.VS= ±5 V， G = 2， RF= 10 kΩ 和 R負(fù)荷= 1 kΩ。

在選擇R時(shí)需要權(quán)衡取舍F，即功耗、帶寬和穩(wěn)定性。如果功耗至關(guān)重要，并且不能使用數(shù)據(jù)手冊(cè)推薦的反饋值或更高的RF值是必需的，將反饋電容與R并聯(lián)放置F是一種選擇。此選擇會(huì)導(dǎo)致帶寬降低。

選擇 R 時(shí)F對(duì)于電壓反饋和全差分放大器，需要考慮系統(tǒng)要求。如果速度不是關(guān)鍵，反饋電容將有助于穩(wěn)定較大的R。F價(jià)值。如果速度至關(guān)重要，推薦的數(shù)據(jù)表 RF建議值。忽略 R 的關(guān)系F在穩(wěn)定性、帶寬和功率方面，可能會(huì)阻礙系統(tǒng)，或者更糟糕的是，會(huì)阻止系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其全部性能。

審核編輯：郭婷