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[参考译文] OPA2227-OPA22 EP:运算放大器稳定性仿真(环路增益和相位裕度)

Guru**** 670100 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA2227, TINA-TI
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/1299031/opa2227-ep-op-amp-stability-simulation-loop-gain-and-phase-margin

器件型号:EP
主题中讨论的其他器件:OPA2227TINA-TI

您好!

我与您联系是因为我对用于确定运算放大器稳定性的相位裕度仿真存在疑问、我还想讨论该相位裕度的计算方法。 实际上、我有两个问题。

我将使用 LTspice 通过使用 TI 给出的"大电感/大电容"方法来测量 OPA2227的稳定性。下面的演示文 稿:运算放大器稳定性相位裕度演示文稿

以下是仿真电路:  

我的第一个问题是、我使用了 TI 方法、但开环增益仿真的预期结果与数据表给出的结果不完全相同。 虽然它与数据表图表非常接近,但正如您在下面所看到的,相位有180度的偏移,这是不能预料的:  

 

OPA2227开环增益/相位与频率间的关系

OPA2227开环增益/相位与频率间的关系仿真

我的第二个问题是确定相位裕度。 我在文章中看到、相位裕度表示相位从-180度漂移的距离、因此在0dB 环路增益下、它应该等于180 +相移(PhaseMargin = PHASE -(-180))、但在上述 TI 演示链接中、 据说、相补角等于0dB 环路增益下的相移。 您能告诉我它来自哪里吗?

您还能帮我确定180度相移来自我的仿真中的什么位置吗?

提前感谢您。

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    请在下面查看我的答案:

    相位可能显示为相移(请参阅数据表中的)或相位裕度(在仿真中显示)、其中相位裕度= 180度-相移 [度]

    您可能会问、我怎么知道您的仿真显示了相 位裕度、这是相位裕度、因为它 在直流条件下显示180度(在直流条件下、相位没有变化)  、具体请参阅下文。

    如何知道 OPA2227数据表中的 AOL 图显示相移? 我知道它是相移、因为在直流情况下、它显示为0度-见下方。

    相位裕度(PM)用于衡量系统 LoopGain 与180度相移(PS)的接近程度。  从图形上看、这发生在 Aol 和1/β 曲线的交叉点、其中在线性标度上 LoopGain = 1而在对数标度上 LoopGain=0dB 处-见下方。

    运行电路的交流稳定性仿真时、会显示65度的相位裕度、而建议的最小相位裕度为45度-请参阅下面的。

    因此、您的系统非常稳定。 如何知道仿真显示的是相补角而不是相移? 我知道它有相位裕度、因为它在直流处的相位显示为180度(在直流处没有相移)。

    运行小信号瞬态仿真显示小信号过冲仅为8%(见下文)、而建议的最大过冲为25%。  这从电路稳定性的角度证实了此系统是稳健耐用的。

    下面我附加了 TINA-TI 仿真文件。  您可以使用以下链接下载免费的 TINA-TI 仿真器: https://www.ti.com/tool/TINA-TI

    e2e.ti.com/.../OPA2227-AC-Stability.TSC

    e2e.ti.com/.../OPA2227-Transient-Stability.TSC

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    尊敬的 Marek:

    感谢您的回答、这是我要寻找的答案。

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    没问题。  祝您设计顺利。