【48812】电流源规划小Tips（二）：怎么样才干处理运放振动问题

  关于工程师来说，电流源是个不行或缺的仪器，也有许多人想做一个合用的电流源，而运用开源套件，就仅仅用一整套的PCB，元件，程序等成套产品，参与者只需求将套件的东西焊接好，调试一下就能够了，这儿面的技能上的含金量能有多高，而咱们能从中学到的技能又能有多少呢？本文仅仅从叙述原理动身，辅导我们做个人人能掌控的电流源。本文主要是规划到模仿部分的内容，而根本不触及单片机，期望朋友能够从中学到点常识。前次讲到《

  校对Aopen是补偿的最佳办法，简略的Aopen补偿会起到1/F补偿难以到达的效果，但并非处理一切问题。

  引进零点的最佳方位为Ro，Ro上并联电容Cs可为MOSFET输入端引进一个零点zo。

  但Ro是运放内部电阻，无法操作，因而在Ro后添加一只电阻Rs，并将Cs与Rs并联。

  添加Rs和Cs后，会使MOSFET输入端的极点po和零点zo频率分别为：

  假如Cs》Cgs，则原有的极点po=1/2piRoCs由高频段移至低频段，频率由Cs、Cgs和Rs决议，而非Cgs和Ro决议，新引进的零点zo也在低频段并与po根本重合，两者频率差由Cgs与Cs的份额决议，因而很小。

  Rs和Cs将原有极点po移至低频段并经过zo去除。像极了chopper运放里经过采样将1/f噪声量化到高频段后滤除。许多不沾边的办法思路都是相通的。

  由瞬态办法剖析，Cs两头电压不行骤变，因而运放输出电压的改动会敏捷反响到栅极，即Cs使为Cgs充电的电流相位超前pi/2。因而Cs起到加快电容效果，其补偿称为加快补偿或超前补偿。

  许多相似电路里在Rs//Cs之后会串联一只小电阻，约100 Ohm，再稍适调整零点和极点方位，此处不必再加，那个疏忽的Ro很适宜。

  看个典范，Agilent 36xx系列的MOSFET输入级处理，因为PNP内阻很小，至少比运放低得多，因然后边有一只R42=100 Ohm。

  在此之前，假如看到C49和R39，恐怕许多坛友会很难了解其效果，但是这也正是表现模仿电路规划水平之处。有人感叹36xx系列电路的杂乱，但是熟行看门路，其实真实吃功夫的当地恰在几只廉价的0805电阻和电容上，而非那些一眼即可看出的LM399、AD712之类的贵重元件。

  现实上，就朴实的运放而言，pH只在0dB线之下不远的方位。与po相似，因为gmRsample的增益效果，pH也有必定的或许浮出0dB线dB/DEC，引起振动。

  pH的方位比po低，因而gmRsample的增益有必要更高才干使电路因为pH而发生振动，但是gmRsample因为datasheet中没有完好参数，实际上只能大致猜测而无法准确核算。因而必定要采纳必定办法防止pH的效果。

  如前所述，零点能够纠正极点的效果，但有一个条件，除非将零点/极点频率降得很低或升得很高，使其坐落远离1/F的方位。

  pH间隔0dB线过于近，并且是运放的固有极点，想经过前面相似的办法搬运极点方位很不简单。

  假如1/F的方位改动，远离pH，就能简单处理pH的烦恼。但是1/F决议了电路的输出电流，不能随意更改。

  但假如1/F的DC值不变而高频有所提高，应该能——这便是噪声增益补偿。

  噪声增益补偿办法来自反向放大器，运用RC串联网络连接在Vin+和Vin-之间。这种办法不主张用在同向放大器，但也不是肯定不行以，只需将RC串联网络的Vin+端接地，并在Rsample上的电压反响到Vin-之前串联电阻RF即可。

  这个电路在功放里很常见，意图是下降DC差错，但不影响高频呼应。此处的效果在于为反响系数F供给一对极点/零点，然后使F的高频呼应下降，即1/F的高频呼应增强，实质上使F成为一个低通滤波器，对应1/F为高通滤波器。

  显着，1+RF/Rc越大，zc和pc频率越低，1/F越远离pH，体系越安稳，但也会呈现丧命的问题——瞬态功能下降。

  假如电流源输入端施加阶跃鼓励，电流源体系输出端会发生十分显着的过冲振动，然后在几个振动周期后进入稳态。

  原因在于阶跃鼓励使运放敏捷动作，MOSFET栅极电压敏捷增大，输出电流Io增大，但表现在Rsample上的采样电压IoRsample遭到噪声增益补偿网络F的低通效果，向运放隐瞒了IoRsample敏捷上升的现实，即反响到Vin-的电压无法表现运放的输出动作，然后形成超调振动。

  尽管超调振动不是丧命的，因为满足的阻尼效果，它总会进入稳态，但超调形成的输出电流冲击却很简单炸毁软弱的负载，因而依然不能容忍。

  恰到好处，假如1+RF/Rc=2，就给gm的增大供给2倍空间，考虑稍适过补偿准则，1+RF/Rc取3是合理的，对应发生3倍gm改动的电流增量至少需求10倍，足矣。

  2. Vcc和Vee为运放电源。一般运放只需求5mA以内的偏流，因而只需滤波电容大于100uF既可约束纹波在可容忍的范围内，何况Vcc和Vee一般会有78xx稳压，78xx的纹波按捺才能不低于100倍即40dB，运放自身的电源按捺比至少80dB，因而Vcc和Vee的小幅改动对体系的影响根本能疏忽，即Vcc和Vee可视为抱负电源。

  3. GND也是输入端？不错，除非铜的电阻率为0，不然地阻抗会起效果。假如PCB严厉一点接地，因为地阻抗形成的问题根本不必考虑。不然，PCB规划不合格。

  还剩下一个Vp，尽管Vp也可由78xx得到，稳压前还可用大电容滤波，但MOSFET是没有电源按捺才能的，因而Vp的动摇会经过影响输出电流（必定频率下，体系调整才能是有限的）直接效果在Rsample上，并反响在运放输入端Vin-。

  100mA的电源的纹波问题是简单处理的，假如电流到达A_等级以上，很少有便