如何使失补偿的运算放大器保持在线性区域？

背景

对于跨阻抗应用，您希望将运算放大器保持在线性范围内，并避免运算放大器饱和和过驱动恢复。

当使用单位增益稳定运算放大器时，这可以通过简单的自动增益控制电路来完成。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

当二极管导通时，闭环响应保持相同的带宽，但幅度减小。高频反馈因子Cfeedback /（Cfeedback + Cin）接近1，但这不是问题，因为运算放大器的单位增益稳定。我已经用OPA656实现了它，并且效果很好。

这不适用于无补偿的放大器。高频反馈过多时，它将振荡。我已经在OPA846上看到了这一点。

题

在跨阻应用中，如何保持去补偿放大器的线性区域？

我尝试模拟下面的电路，希望增加额外的输入电容会降低高频反馈，但效果不佳。

^{模拟该电路}

原理图中的元件值不是我在实际电路中使用的值。它们是取整值，以简化电路讨论，例如，二极管断开时第一电路的高频反馈系数为1/101。我的实际组件值已针对最大速度进行了调整，接近稳定性的边缘，由于电路板寄生效应而无法确切得知，这会分散您的注意力。

如果您的放大器在使用OPA846的低电平电流下表现良好，而该问题仅在高电平下发生，那么我相信您将有三种可能：

1）减小R1，以减少跨阻增益：电流范围更大，但会降低分辨率（放大倍数）。

2）调整增益限制电路（问题中第一个原理图中的R2，C2，D1）：如果该电路与OPA656正常工作，也许您也可以使其与OPA846一起工作。尝试更改R2，以使增益控制分支不会使电路不稳定。

3）通过更改C1或增加C3，可为电路增加更多补偿。我的印象是，如果电路在OPA656上可以正常工作，但在OPA846上有问题，则可能是补偿问题。

据我所知，很难想到光电二极管的限流电路，因为所涉及的电压幅度通常非常低。

如果Q1是MOSFET，第二个可能会工作。两者都在阈值附近引入了明显的非线性。这是另一种选择。

像这样：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

需要选择R3 / R4（磁滞）和R6（负载）的位置，以避免在接近阈值时在高增益和低增益模式之间振荡。

您可能需要调整脚驱动的方式（栅极电流放大D :）。

一般观察

所有运算放大器均具有最小的闭环增益。

OPAMP经过补偿，以确保在其指定的最小增益（通常为0.1）时具有最小相位裕量。

如果您想在不补偿OPAMP的情况下兼具高速性和稳定性，并且增益低，那么就必须补偿自己。

关于线性：反馈确保线性，而不是运算放大器的开环本身的线性。

具体观察

由于AGC出现了问题-高增益时一切正常，但低增益时则不然。因此，从AOP的角度来看，您需要确保仍具有很高的增益，或者在这种情况下需要补偿运算放大器。

1. 您可以尝试降低输入电平，而不是降低增益。
2. 您可以尝试在减少增益时增加补偿。

在带有Q1的原理图中，我注意到Q1通常不会导通，因为输出电压通常高于输入电压。但是当由于振荡而使输出电压确实低于输入电压时，由于您正在补偿输入电流，因此反馈实际上会升高-这就是反馈！因此，您正在降低增益并使OPAMP进入不稳定区域。

意见建议

要降低输入，您可以在正向模式下添加一个普通二极管。当接收器的输出较低时，它的传导很小，而当接收器的输出较高时，它的传导更多，因此起AGC的作用。它将需要一些仿真和二极管选择来找到最佳值。这不是OPAMP的反馈，因此不会影响其闭环增益。

使用Q1的方法的另一个问题是小信号分析适用于所有情况。我认为您应该有一个整流电路来获得平均反馈。如果AGC反馈是低频电流，则它对高频反馈的增加不会超过低频。

为了使您的高频反馈保持较低，您应该阻止高频的较高反馈路径。您可以在反馈路径的串联中添加一个电感，或者可以在反馈路径中将一个旁路电容器接地。

仅当增益较低时才增加高频补偿似乎更加困难。电压可变电容器可以帮助使RC滤波器适应信号电平，但是似乎很难调整。

希望这些想法对您有所帮助。