運算放大器或者說(shuō)運放常被看做是模擬電路設計中的“老黃�！�。早在模擬電腦的年代，運放就長(cháng)別用于模擬電壓的數學(xué)運算，也因此得名運算放大器。如今運放主要多用于電壓比較，差異化，積分和求和等。況且，運放電路加以調整后可以實(shí)現許多不同功能，但它仍有少量限制，會(huì )為你的設計帶來(lái)麻煩。
最主要的挑戰就是在大帶寬應用中提高運放的穩定性。解決方法就是在頻率響應上補償運放，在運放兩端加入一個(gè)頻率補償電路。運放的穩定性取決于不同的參數。本文就教大家理解頻率補償在設計中的重要性。
運放的簡(jiǎn)單基礎
在我們直接接觸高級運放應用并了解如何使用頻率補償穩定運放之前，我們先來(lái)了解一下運放的基礎。
運放可以被配置為開(kāi)環(huán)和閉環(huán)。在開(kāi)環(huán)中，是沒(méi)有反饋電路的。但在閉環(huán)中，放大器需要反饋才可以正常運作。運放可以加入負反饋或者正反饋。如果反饋網(wǎng)絡(luò )在運放的正引腳上，就被成為正反饋。反之，接在負引腳上則稱(chēng)為負反饋。
運放中為何需要頻率補償
我們來(lái)看下面的放大器電路。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的負反饋同相運放電路。這種配置方式為單位增益跟隨器。
以上電路在電子設備中很常見(jiàn)。大家都知道，放大器的輸入阻抗非常高，并可以輸出合理量的電流。因此運放可以用低電平信號來(lái)驅動(dòng)產(chǎn)生較高電流。
但驅動(dòng)負載的最大運放安全輸出電流是多少呢？以上的電路用來(lái)驅動(dòng)純電阻負載已經(jīng)足夠，但如果我們在輸出端接入一個(gè)感性負載，運放就會(huì )變得不穩定，根據負載的電感量，最糟的情況下，運放甚至會(huì )產(chǎn)生振蕩。
我們來(lái)探究為何感性負載連接到輸出時(shí)運放會(huì )變得不穩定。以上電路可以以一個(gè)簡(jiǎn)單公式表示：
Acl=A/ 1+Aβ
Acl是閉環(huán)增益。A是開(kāi)環(huán)增益。β是反饋系數。這意味著(zhù)輸出將回到運放的輸入端。因為放大器為單位增益放大器，所以反饋系數為1，因此所有的輸出都完整回到輸入。
至于A(yíng)β的解釋?zhuān)覀儺?huà)一個(gè)負反饋放大器來(lái)從不同角度解釋。
以上圖片是該等式和負反饋放大器電路的圖片展現形式。這和傳統的負反饋電路相同。他們都是AC輸入至正引腳，而反饋都在負引腳。其中的圓圈是相加點(diǎn)，它有著(zhù)兩個(gè)輸入，一是輸入信號，而是反饋電路來(lái)的輸入。 |
