关于电压反馈型电阻的真相
时间：10-02
整理：3721RD
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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 。
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1.使用不同反馈电阻的实验室结果。VS = ±5 V，VOUT= 40 mVp-p，RLOAD = 1 k，针对499 、1 k和10 k的RF值RAQ Issue 122: Figure 2. Simulation results using the ADA4807 SPICE model
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。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
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。看完本文有收获?请分享给更多人
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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 。
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1.使用不同反馈电阻的实验室结果。VS = ±5 V，VOUT= 40 mVp-p，RLOAD = 1 k，针对499 、1 k和10 k的RF值RAQ Issue 122: Figure 2. Simulation results using the ADA4807 SPICE model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。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。看完本文有收获?请分享给更多人
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