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[参考译文] OPA192:输出阻抗很高、它是否适合用作单位增益缓冲器?

Guru**** 654100 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA180, OPA192
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/862563/opa192-the-output-impedance-is-high-so-is-it-suitable-to-as-a-unity-gain-buffer

器件型号:OPA192
主题中讨论的其他器件:OPA180

据我所知、运算放大器的理想开环输出阻抗应尽可能低。

但我看到 Opra192的开环输出阻抗真的很高、尤其是在低频时。 尽管如此、OPA180具有低输出阻抗。 让我们将输出阻抗称为"Zo"。

问题1:您能否告诉我哪种类型的运算放大器具有较低的输出阻抗以及哪种类型的运算放大器具有较高的输出阻抗? 如果 Zo 为高电平、可以带来哪些优势?  

问题2:在哪些情况下、高 Zo 运算放大器更合适? 低 Zo 运算放大器也有同样的问题。  

问题3:我知道运算放大器的环路增益可以显著降低 Zo。 这两个参数将分别影响什么? 开环 Zo 和闭环 Zo?

问题4:对于放大器的稳定性、隔离电阻器与开环 Zo 相关、对吧? 我找到了一些公式、例如 Riso = Ro * Rg/RF。 如果 Ro 高至1k、Riso 将大。 但在大多数示例中、Riso 的值很小、即使在具有高 Zo 的放大器的应用手册中也是如此。

期待您的回复。

谢谢。   

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    首先、您需要区分开环输出电阻 Ro 和闭环输出电阻 Rout。  从稳定性的角度来看、您真正关心的是 AOL 和1/beta (闭环增益)曲线相交处频率的 Rout -这定义了配置的有效带宽。

     

    您无法从下面的 Zo 图中看出 OPA180的 Zo 低于1Hz (未显示)是什么、但无论如何、Zo 会被环路增益偏离、例如、缓冲器配置为3k Ω 的直流 OPA192 Zo 仅为3m Ω(~3、000 Ω/1e6)。  尽管如此、对于稳定性、 有效带宽上的 Zout 值很重要、而不是其直流值。 对于缓冲器配置、Zo 显示在下面的红圈中。

    下面请查看我对您的其他问题的解答:

    问题1:您能否告诉我哪种类型的运算放大器具有较低的输出阻抗以及哪种类型的运算放大器具有较高的输出阻抗? 如果 Zo 为高电平、可以带来哪些优势?  Zo 与输出级中的电流成反比、因此 Iq 越高、带宽越高、Zo 越低。

    问题2:在哪些情况下、高 Zo 运算放大器更合适? 低 Zo 运算放大器也有同样的问题。 理想情况下、您会希望 Zo 为零、以便它不会与容性负载形成极点(并导致相移)- Zo 为零将允许运算放大器驱动任何电容负载。

    问题3:我知道运算放大器的环路增益可以显著降低 Zo。 这两个参数将分别影响什么? 开环 Zo 和闭环 Zo?  开环输出阻抗 Zo 由 IC 设计人员定义、因此用户无法更改它。  只有闭环输出阻抗 Zout 是电路配置或环路增益的函数:Zout=Zo/(1+Aol*beta),您可以控制它。

    问题4:对于放大器的稳定性、隔离电阻器与开环 Zo 相关、对吧? 我找到了一些公式、例如 Riso = Ro * Rg/RF。 如果 Ro 高至1k、Riso 将大。 但在大多数示例中、Riso 的值很小、即使在具有高 Zo 的放大器的应用手册中也是如此。  添加 Riso 等于 Ro 会创建一个零点(Riso||CL)、并立即取消(Ro+Riso)||CL 创建的极点、并绝对保证系统的稳定性-请参阅下文。  


    Riso 比 Ro 小10倍将导致相位裕度下降、这是由于极点之间的频率分离和消除零点导致的、但这可能足以保证系统的稳定性。  有关更多详细信息、请参阅以下链接:

    https://training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps-stability-1

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    尊敬的 Marek:

    感谢您的解释。 这真的很有帮助。 我稍后将查看视频。

    我只想向您确认、这句话"为了稳定性、 有效带宽上的 Zout 值很重要、而不是其直流值"。 应该是"为了稳定性、 有效带宽上的 Zo 值很重要、而不是其直流值。 "、对吗? 我应该注意有效带宽下的开环电阻而不是闭环电阻、对吧?

    我还有关于运算放大器稳定性的一些问题。 至于我知道的、有两种稳定性方法。 一个是环路内补偿、另一个是环路外补偿。 我们在上面讨论的是环路外补偿。

    问题1:您能帮我计算环路内补偿吗?  

    Q2:哪些用例分别适用于这两种方法? 我认为环路内补偿适用于基准缓冲器、因为这种方法没有误差。 和回路外适用于屏蔽电缆驱动电路。 我不知道它是否正确。

    Q3:对于环路内补偿、是否需要放大器的输出引脚和负引脚之间的低值电容? 因为我看到一些示例没有该电容器、所以反馈环路中只有 Riso。

    谢谢、

    Daniel   

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    在有效带宽频率 AOL 与1/beta 曲线相交时,环路增益 Aol*beta=1表示 Zout=Zo/2。

    我不确定 环路内补偿与环路外补偿的含义-首先、请阅读 TI 高精度实验室材料、然后解释您确切提到的内容。  只有当零发生在电路配置的有效带宽内时、反馈电阻器 RF 上的低值电容器才需要消除大输入电阻器 R1和 C1产生的零-请参阅下面的。  需要选择 CF 电容器,以便 R1*C1=RF*Cf

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    尊敬的 Marek:

    很抱歉、我没有说明自己。  

    环路外补偿与 TI 高精度实验室视频5中的方法1相同、称为 Riso 方法。

     环路内补偿与 TI 高精度实验室视频6中的方法2相同、称为"Riso + Dual Feedback (Riso +双反馈)"方法。

    以下是问题。

    问题1:您能帮助我计算 "Riso + Dual Feedback (Riso +双反馈 )"补偿吗?  

    Q2:哪些用例分别适用于这两种方法? 我认为"Riso + Dual Feedback (Riso +双反馈)"补偿适用于基准缓冲器、因为这种方法没有错误。  Riso 方法适用于屏蔽电缆驱动电路。 我不知道它是否正确。

    Q3:对于 "Riso + Dual Feedback (Riso +双反馈 )"补偿、是否需要放大器的输出引脚和负引脚之间的低值电容? 因为我看到一些示例没有该电容器、所以反馈环路中只有 Riso。

    谢谢、

    Daniel   

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    Daniel、您好!

    您是否观看过 TI 的所有稳定性培训视频?

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    很抱歉、还没有。 我还被其他事情绑在一起。 如果本视频涵盖了答案。 我稍后将进行检查。

    谢谢、

    Kai