因為需要識別下降的微小電壓，所以需要加一級運放，放大這個(gè)下降的幅度，如下圖：

 

 

那個(gè)時(shí)候剛進(jìn)入社會(huì )，實(shí)踐經(jīng)驗不足，為了更好的提升放大性能提高穩定性，想當然的在運放的反相輸入端并了一顆小電容，我記得大概是10nF，如下圖：

 

 

調試程序的時(shí)候發(fā)現，電池降壓的信號很難檢測到，往往電池充滿(mǎn)發(fā)熱很久才能檢測到，這個(gè)問(wèn)題困擾了一段時(shí)間沒(méi)有解決，朋友帶回香港，跟一個(gè)硬件人員一起調試，用示波器一個(gè)個(gè)腳的看信號，最終發(fā)現運放輸出存在短時(shí)間的振蕩，而這個(gè)振蕩導致了信號采樣問(wèn)題，于是我很快想到是自己加了這顆電容的問(wèn)題，并且在腦子中想象了整個(gè)振蕩過(guò)程，給朋友做了分析。這個(gè)畫(huà)蛇添足行為，最終導致了這個(gè)項目失敗。

 

上幾年做紅外溫度測試儀，溫度范圍是400~1200度，采用PID紅外傳感器，電流轉電壓放大部分電路如下圖：

 

 

測試中發(fā)現，在700度附近溫度測量不準，最后用示波器看輸出，發(fā)現在這個(gè)溫度點(diǎn)上，輸出出現了振蕩，這個(gè)時(shí)候馬上想到，因為PID傳感器，內阻高，寄生電容大，等價(jià)于在反相輸入上并聯(lián)了一顆電容，類(lèi)似鎳氫電池的放大了，所以馬上按如下電路改進(jìn)：

 

 

在做手機期間，測試發(fā)現一些劣質(zhì)手機充電器，用示波器測量發(fā)現，其輸出電壓的紋波，除了100KHz附近的開(kāi)關(guān)紋波外，還有一個(gè)5K附近的正弦波基于5V附近波動(dòng)，比如輸出電壓5V，實(shí)際則是在4.8~5.2V之間按5KHz的頻率波動(dòng)，當時(shí)很奇怪怎么產(chǎn)生這個(gè)波動(dòng)的？

 

以上三個(gè)案例是我碰到的，雖然前兩個(gè)問(wèn)題解決了，但是還留有困惑，隨著(zhù)自己對運放理解的深入，認識到這些問(wèn)題的出現，都是跟相位有關(guān)，但是看很多運放方面的書(shū)，雖然告訴我們穩定的放大需要一個(gè)180度的負反饋，若相位在360度上，可能會(huì )引起振蕩，這個(gè)還要取決于放大倍數，那么若反饋信號在270度呢？

 

實(shí)際上，相位引起的問(wèn)題并不是太多，我做技術(shù)這么多年，也就是碰到這么幾個(gè)案例，但是看很多資料，比如PLL鎖相環(huán)的濾波，開(kāi)關(guān)電源的反饋，運放的一些參考電路，都寫(xiě)著(zhù)需要相位補償，實(shí)際中把這些補償去掉，似乎也沒(méi)有發(fā)現問(wèn)題，所以這個(gè)讓我一直疑惑到底怎么回事？這也讓大家對于相位問(wèn)題，并不是很關(guān)心。

 

去年應朋友邀請錄制了運放方面的視頻，為了要錄制視頻，專(zhuān)門(mén)深入的分析了一下相位，終于明白了相位到底怎么回事。

 

我們大部分電路的應用，都是工作在穩態(tài)下的，比如放大一個(gè)信號，開(kāi)關(guān)電源輸入輸出比較穩定等等，對于穩態(tài)信號，相位問(wèn)題確實(shí)不突出，哪怕相位是360度，但只要系統回路放大倍數小于1，也不會(huì )引起振蕩，以前三極管剛興起時(shí)代，一些放大電路還工作在自舉狀態(tài)下，典型的就是AM收音機。但是對于輸入輸出信號存在階躍突變的場(chǎng)合，因為每一個(gè)突變，導致系統回路失衡，系統需要再一次平衡，那么這個(gè)相位(這兒不討論放大增益)就決定了進(jìn)入平衡的時(shí)間周期，也就是說(shuō)，相位在180度下，可以最快的進(jìn)入新的平衡，而相位在360度下，則需要較長(cháng)的時(shí)間進(jìn)入再一次平衡。大家可以把180度理解為恰阻尼，越偏離180度，阻尼振蕩的時(shí)間就越長(cháng)。

 

下面給大家提供multisim的仿真結果：

 

C1為1uF的效果：進(jìn)入穩態(tài)相對快一些：

 

 

C1為10uF的效果，進(jìn)入穩態(tài)時(shí)間較長(cháng)：

 

 

所以對于存在階躍突變的反饋系統中，我們要盡可能的讓電路工作在180度上，提高系統再一次平衡的速度。

 

 

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