电压跟随器输出不稳定问题,怎么仿真

我有一个电路设计是稳压电源+电压跟随器(OPA4340),提供采样调理电路的偏置电压,偏置电压部分的电路如下图1所示。

但测量后发现电压跟随器输出电压不稳定,例如,1.5V处(U1B输出),用示波器测量电压是波动的,如下图3。经过调试修改,去掉了与运放输出直接连接的电容C2、C3,电压才变稳定。

因此怀疑电容负载导致电压跟随器这一块电路不稳定,因此用TINA做仿真,如下图2所示,仿真中电路是稳定的,相角裕度有78度。请教该怎么通过仿真或测试,从理论上解释我遇到的这种不稳定的问题。

图1  电路原理图

 

图2  TINA仿真AOLB曲线

图3 电压跟随器后的电压波形,存在严重波动

  • 回复 xiantao chu:

    没错,减小了电容之后相位裕度确实变低了,但是带宽会增加。100nF的电容和22欧姆串联电阻以及运放的输出电阻共同作用引入第二极点,100nF和22欧姆电阻又会引入一个零点,只要零点和第二极点放的够近,他们就会相互抵消,相位裕度大致可以达到80-90度,但是呢,这需要牺牲很大的带宽,这时候的带宽可能不足100kHz。将100nF的电容换成100pF的电容后。第二极点和零点都会向后移,这个极点产生的影响已经在0dB之后了,产生的影响也不会使运放的相位裕度低于45度,带宽也不会太低。

    通常我们总是避免在运放输出端加大的容性负载,像这样人为添加100nF的做法,并不推荐,当然第二极点和零点选的好,又对带宽要求不高的话,可以使用,不过不是最好的选择罢了。

  • 回复 Ricardo Li:

    您好,感谢回复!在去掉紧跟在运放后面的电容C3后,效果变好很多,但仍有波动,且有一个特别的现象:在温度-1摄氏度时,AD芯片采集了该电压,发现波动较大,换算后约50mV,随着温度逐渐上升到5摄氏度,波动逐渐变小至消除。如下图为软件通过AD采集的值,可见,设备从室外抬到室内,温度逐渐上升,波动逐渐减小。因为条件所限未用示波器抓取实际波形。