放大器的稳定性，选对反馈电阻很重要

信号需要增益时，放大器是首选组件。对于电压反馈型和全差分放大器，反馈和增益电阻之比RF/RG决定增益。一定比率设定后，下一步是选择RF或RG的值。RF的选择可能影响放大器的稳定性。

放大器的内部输入电容可在数据手册规格表中找到，其与RF交互以形成传递函数中的一个极点。如果RF极大，此极点将影响稳定性。如果极点发生的频率远高于交越频率，则不会影响稳定性。不过，如果通过f = 1/(2πRFCin,amp)确定的极点位置出现在交越频率附近，相位裕量将减小，可能导致不稳定。

图1的示例显示小信号闭环增益与 ADA4807-1电压反馈型放大器频率响应的实验室结果，采用同相增益为2的配置，反馈电阻为499 ?、1 k?和10 k?。数据手册建议RF值为499 。

 

 

图1.使用不同反馈电阻的实验室结果。VS = ±5 V，

VOUT = 40 mV p-p，RLOAD = 1 k?，针对499 ?、1 k?和10 k?的RF值

小信号频率响应中的峰化程度表示不稳定性。RF从499 ?增加至1 k?可稍微增加峰化。这意味着RF为1 k?的放大器具有充足的相位裕量，且较稳定。RF为10 k?时则不同。高等级的峰化意味着不稳定性(振荡)，因此不建议。

 

 

图2.使用ADA4807 SPICE模型的模拟结果。

VS = ±5 V，G = 2，RLOAD = 1 k?，针对499 ?、1 k?和10 k?的RF值。

在实验室中验证电路不是检验潜在不稳定性的强制步骤。图3显示使用SPICE模型的模拟结果，采用相同的RF值499 ?、1 k?和10 k?。结果与图1一致。图3显示了时域内的不稳定性。

 

 

图3.使用ADA4807 SPICE模型的脉冲响应模拟结果。

VS = ±5 V，G = 2，RLOAD = 1 k?，针对499 ?、1 k?和10 k?的RF值

通过在RF两端放置反馈电容给传递函数添加零点，可以去除图4所示的不稳定性。

图4.脉冲响应仿真结果， 使用3.3 pF反馈电容CF。

 

 

VS = ±5 V， G = 2， RF = 10 k? ， RLOAD = 1 k?。

RF的选择存在权衡，即功耗、带宽和稳定性。如果功耗很重要，且数据手册建议反馈值无法使用，或需要更高的RF值，可选择与RF并联放置反馈电容。此选择产生较低的带宽。

为电压反馈型和全差分放大器选择RF时，需要考虑系统要求。如果速度不重要，反馈电容有助于稳定较大的RF值。如果速度很重要，建议使用数据手册中推荐的RF值。忽略RF与稳定性、带宽和功率的关系可能妨碍系统，甚至阻碍系统实现完整性能。