【導讀】振鈴是怎么產(chǎn)生的，知道了這點(diǎn)我們就知道采取什么措施來(lái)避免運放電路的振鈴的產(chǎn)生。我們先來(lái)看一個(gè)運算放大電路的例子，如下圖所示：為一個(gè)同相比例放大電路，信號源頻率為10K,幅值1V的方波。運放采用雙電源供電。

想必大家都學(xué)過(guò)運算放大電路，然而電路參數稍微處理不好便會(huì )導致你設計的運算電路效果大大折扣。振鈴在運算放大電路中是經(jīng)常出現的問(wèn)題，因為參數的問(wèn)題或者PCB板硬件本身的問(wèn)題，往往導致你設計的放大電路不放大反而振蕩，振蕩電路不振蕩反而放大，大學(xué)的時(shí)候實(shí)驗室老師就是這么嘲笑我們的，哈哈。

剛下班，回家也沒(méi)什么事兒，索性就加會(huì )兒班，寫(xiě)個(gè)博客，分享自己在這方面的理解，同時(shí)呢也做為自己的硬件學(xué)習筆記吧，我今天分享得就是運放電路振鈴產(chǎn)生的原因，以及解決辦法。下面我們開(kāi)始吧。

振鈴產(chǎn)生的原因

振鈴是怎么產(chǎn)生的，知道了這點(diǎn)我們就知道采取什么措施來(lái)避免運放電路的振鈴的產(chǎn)生。我們先來(lái)看一個(gè)運算放大電路的例子，如下圖所示：為一個(gè)同相比例放大電路，信號源頻率為10K,幅值1V的方波。運放采用雙電源供電。

上圖所示的參數下，其輸出波形如下圖所示，輸出波形還算理想，幅值為2V,符合設計所想。但是你要明白仿真軟件的仿真結論實(shí)在器件理想化的情況下建立的，所以此處的運放也是理想運放，不存在寄生電感電容電阻等，所以仿真結果趨于理想化。當器件焊接到PCB板上以后，PCB板的各種寄生參數都會(huì )影響運放的外圍參數，同時(shí)現實(shí)中使用的運放也不是理想化的，這連兩個(gè)因素使運放往往不以我們所期待的方式運行。我們今天要講的運放電路的振鈴，就是從PCB板的寄生參數出發(fā)去分析它產(chǎn)生的原因。

運放振鈴產(chǎn)的原因就是由于反向輸入端的寄生電容與反饋電阻構成了一個(gè)低通濾波器，大家知道低通濾波器會(huì )導致相位滯后。而運算放大器呢，又是一個(gè)無(wú)腦的東西，它不知道人們把它接成了什么樣子，它只知道吧同相端與反相端的電壓差值放大無(wú)窮大倍，然而放大倍數又不可能無(wú)窮大，這就得益于輸出端的反饋回路。當輸出電壓過(guò)大時(shí)，反饋到反相端的電壓也會(huì )變大，進(jìn)而輸出端電壓減小，當輸出端電壓過(guò)小時(shí)，反饋到反相端的電壓就變小，進(jìn)而使輸出端的電壓增大，這樣的一個(gè)過(guò)程如此往復形成一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，保持輸出端電壓穩定。

但是當反饋回路出現了延遲，會(huì )出現什么情況呢?那就是輸出端的電壓已經(jīng)到達預定電壓值了，可是由于反饋回路上的延遲，運放認為輸出端的電壓還沒(méi)增加到達預定電壓，還在繼續增大輸出電壓，當運放反應過(guò)來(lái)之后又發(fā)現輸出電壓過(guò)大，又開(kāi)始減小輸出電壓，當輸出端的電壓已經(jīng)減小到達預定電壓值了，同樣由于延遲的存在，運放認為輸出端的電壓還沒(méi)減小到預定電壓，當運放反應過(guò)來(lái)時(shí)輸出電壓又低于預定電壓了，然后又開(kāi)始增大輸出電壓。循環(huán)往復，這就產(chǎn)生了振鈴。這一節我們講了振鈴產(chǎn)生的原因，下一節我們就來(lái)看看振鈴到底是什么樣的。

見(jiàn)識振鈴

上面我們說(shuō)了振鈴產(chǎn)生的原因，下面我們就人為制造一個(gè)振鈴產(chǎn)生的條件：在反向輸入端并一個(gè)電容到地，讓其與反饋電阻構成一個(gè)低通濾波器的延遲環(huán)節。如下圖所示：紅色圈住的部分為人為加入的反相端寄生電容10nF,其他參數不變。

參數設置完畢，我們來(lái)看下輸出波形，如下圖所示：

看不清楚?我們在來(lái)個(gè)特寫(xiě)：振鈴就是這樣的，跟我們剛才分析的一樣。

產(chǎn)生振鈴的其他原因

上面我們說(shuō)到了產(chǎn)生振鈴的原因是反相輸入端的寄生電容，除了這個(gè)原因還有其他什么原因會(huì )導致振鈴的產(chǎn)生呢?有的，

1、當你在使用示波器測量波形的時(shí)候，由于示波器探頭也存在寄生電容，這個(gè)電容與運放的輸出電阻也構成了低通濾波的延遲環(huán)節，同樣的也會(huì )造成振鈴現象，我們來(lái)看圖：

來(lái)看看這種情況下的輸出波形，不出意外的，也出現了振鈴：

怎么解決示波器探頭的寄生電容的問(wèn)題呢，總不能不用吧，當然不是，有錢(qián)的話(huà)可以買(mǎi)些有源探頭呀，只不過(guò)有點(diǎn)貴。不買(mǎi)也行，就教你一個(gè)方法，在是示波器探頭上串一個(gè)電阻，破壞掉低通濾波器的形成環(huán)境，因為是示波器的探頭阻抗很大，串一個(gè)電阻進(jìn)去，對測量結果基本沒(méi)影響，好了不多說(shuō)，上圖：

再來(lái)看看輸出波形，振鈴現象是不是明顯改善了呀，想要盡量改善振鈴甚至避免振鈴現象就要合理的設置參數，這里就不一點(diǎn)一點(diǎn)修改參數了，只指明一個(gè)方向，具體電路具體分析。

2、運放本身的容性負載，也會(huì )導致振鈴的產(chǎn)生，其具體解決方法同1，這里就不做過(guò)多的分析解釋。

PCB板上運放的反相輸入端不要覆銅

為什么呢? 就是我們前面說(shuō)的，反相輸入端如果覆銅的話(huà)會(huì )導致反相輸入端存在寄生電容，這也是振鈴產(chǎn)生的重要原因。而同相輸入端則可以覆銅，因為同相端即使存在延遲也不會(huì )導致振鈴產(chǎn)生。

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