一种确保电路稳定运行的方法

放大器驱动容性负载，更可能引起稳定性问题。本文将结合仿真讨论放大器本身的容性负载能力，并提供一种基于放大器的开环输出阻抗参数来补偿容性负载驱动能力的方法，以确保电路的稳定运行考虑到电容性负载的驱动能力不足。
1电容负载驱动器参数定义首先来看一个情况，如图2.110所示是一个通用的参考源缓冲器驱动电路。作者曾经与一名工程师接触，该工程师使用具有出色直流参数的ADA4522-2作为ADC参考源的缓冲器，然后通过电容器C1（10μf）和C2将输出连接至24bit Σ∆ ADC参考源（ 0.1μf）引脚。
工程师反馈说，基准源的输出非常稳定，但ADA4522的输出存在振荡。图2.110ADA4522采用参考源缓冲电路进行电路仿真，其瞬态分析结果如图2.111所示，输出振荡范围为2.486〜2.514V，这无疑是精密采集电路的一个致命问题。
图2.111 ADA4522参考源缓冲器电路的瞬态分析结果作者建议工程师使用具有容性负载驱动功能的放大器ADA4807进行替换。如果将图2.110中的基准源驱动电路ADA4522替换为ADA4807，则该电路如图2.158所示。
图2.158 ADA4807参考源缓冲器电路的瞬态分析结果如图2.159所示。当ADA4807输出直接驱动10μf和0.1uf电容时，电路输出2.5V非常稳定。
图2.159 ADA4807参考源缓冲器电路的瞬态分析结果导致了这种现象，因为与ADA4522相比，ADA4807具有一定的容性负载驱动能力。电容负载驱动是指当放大器输出驱动电容负载时，放大器抑制输出信号过冲的能力，通常以百分比表示。
如图2.160所示，这意味着ADA4807的输出驱动电路中的15pf电容器，其增益为1倍。当峰峰值输出信号为20mV时，输出过冲在17％以内。
图2.160ADA4807的输出特性可通过图2.161更好地理解此过程，负载电容为15pf，输出信号从-10mV到+ 10mV的阶跃变化，过充电电压约为3.5mV。图2.61ADA4807在不同容性负载下的小信号瞬态响应2容性负载对稳定性的影响当放大器输出驱动容性负载时，开环输出电阻Ro和负载电容Cload构成一阶RC电路。
如图2.262所示，添加了新的极点fp，频率为公式2-93。其中，开环输出电阻Ro大约等于开环输出阻抗。
新极点fp处的相位延迟为45°，频率高于fp的10倍时的相位延迟为90°。参考“放大器相位裕度和电路稳定性判断方法”，当环路增益为0dB时，使用放大器的相位裕度来判断电路是否稳定，即，是否可以直接驱动电容性负载。
图2.162放大器开环输出阻抗驱动电容性负载电路图如图2.163（a）所示，以ADA4625-1的环路增益仿真电路为例。根据先前的文章“放大器输出阻抗的参数计算和仿真”，可以看出ADA4625-1是开路的。
环路输出电阻Ro约为28.96Ω。当电路输出直接驱动1uf电容负载时，由公式2-93计算的新极点频率约为5.495KHz。
此外，使用ADA4625输出来驱动纯电阻电路进行比较，如图2.163（b）所示。图2.163驱动电容负载和电阻负载电路的ADA4625的交流分析结果如图2.164所示。
驱动纯电阻负载电路的ADA4625的环路增益为V（fb1）/ V（in1）曲线。在30.1KHz时，V（fb1）/ V（in1）曲线为53.118dB;在301.74KHz时，V（fb1）/ V（in1）曲线为32.904dB，十倍于增益衰减的频率增益接近20dB。
当V（fb1）/ V（in1）曲线的Bode图为0dB时，相应的相位裕度为69.462°，电路输出稳定。图2. ADA4625驱动电容性负载和电阻性负载的环路增益波特图。
AC分析结果。 ADA4625驱动电容性负载电路的环路增益为V（fb）/ V（in）曲线，而V（fb1）/ V（in1）曲线的幅频特性在低频范围内重叠。
在6.9KHz时，V（fb1）/ V（in1）曲线与V（。