运算放大器是否有可能以高于其GBP的频率振荡?


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我在耳机放大器电路中安装了tl3141,当馈入1kHz正弦波时,它似乎在波形的下半部分以8-10MHz的频率进入〜250mVp-p振荡。

考虑到运算放大器的规格(GBP 1.1MHz,转换速率1.3V /μSec),这是否有可能?给定测得的振荡,输出将必须摆在2.75V /μSec左右,这远超出该规格。


取决于运算放大器。例如,低带宽LM741是带有内置补偿电容器的中等速度LM748。如果快速阶段具有独立于该上限的反馈路径(例如设计不佳的电源),则有可能。
Brian Drummond

如果我的测量结果/数学方法正确,则输出将在0.09μSec内摆动250mV,压摆率约为2.75V /μSec,是规格的两倍。
2015年

Answers:


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一些AB类功率放大器使用复合PNP / NPN晶体管对来驱动低侧摆幅上的电流。LM380和TL3141使用此拓扑。对于LM380,需要注意的是,可能会经历5-10 MHz的振荡,这被音频内部人士称为“低端模糊”。建议使用Zobel网络作为解决方案(从输出到地面的串联RC)。良好的高频电源旁路也可以提供帮助。

在此处输入图片说明

编辑:摘自“ Audio HANDBOOK National”(1976年),

...经典的B类仅仅是能够承受大电流的PNP和NPN,但是由于IC设计人员缺乏优质的PNP,因此会导致许多折衷结果。图4.1.4b显示了底侧PNP被复合PNP / NPN布置所代替。不幸的是,Q2 / Q3形成了一个很容易在2-5MHz范围内振荡的反馈环路。尽管振荡频率远高于可听范围,但当放置在RF接收器附近时可能会很麻烦。在使用的稳定技术中,取得不同程度的成功的有:

  • 在输出引脚和地之间放置一个外部RC,以降低NPN的增益。这种方法效果很好,并作为外部解决方案出现在许多数据表上。

  • 利用设备几何方法来改善PNP的频率响应。这已在LM377,LM378,LM379中成功完成。该方案的唯一问题是对改进的PNP进行偏置会稍微降低可用的输出摆幅,从而降低输出功率的能力。

  • 与Q3的发射极或基极串联的电阻相加。

  • 使Q3成为受控增益PNP的单位,这具有使每个半周期的增益保持几乎相等的附加优势。

  • 从Q3的集电极接地增加电容。

在当前的最高水平上,后三者有时会在某种程度上起作用。

原理图

模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图


谢谢!看起来像我的确切问题。我修改了您的答案,以包含该应用笔记的屏幕截图,希望您不要介意。
2015年

“低端模糊”有同义词吗?我正在尝试找到更多有关该现象的讨论,但对于该术语却找不到太多。
2015年

@Frosty我试图找到参考,这是一本古老的笔记书,剖析了IC功率放大器的内部结构。必须深入研究...如果找到,将重新编辑。
glen_geek

ti.com/lit/an/snaa086/snaa086.pdf第三页。我在您的答案中贴了屏幕截图,但它正在等待同行评审。哦,您是在谈论模糊感
Frosty

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已投票!同样,即使没有CFP输出,如果电源或栅极/基极布线中的电感过大,分立放大器(或运算放大器)的输出级也会以高于放大器GBW的频率振荡。和振荡。对于运算放大器,电路内部的电感很小,但是电源很重要,严重的去耦会使其振荡。
peufeu

3

如对放大器所述的GBP ,如果按原样使用,并不意味着任何输入到轨或轨到输入的影响都不能具有更高的带宽,并且如果功率旁路或滤波存在任何不令人满意的情况,则会产生意外。

同样,对于通用运算放大器,GBP基于电压增益。根据输入电容的不同,即使在最大频率下,也不使用输入中可用的大部分功率。通常不会消耗输出端的大部分可用功率。现在只需要一些有意或无意的无源网络(储能电路,压电部件,抽头线圈,变压器)即可提供电压增益,即使在功率损耗时也是如此。

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