新闻  |   论坛  |   博客  |   在线研讨会
运放12-运放的稳定性仿真
yingjian | 2023-11-06 13:32:50    阅读:4859   发布文章

我们还是以上期的电路为例子,也就是下面这个电路:

图片


这里面的放大器TLV9062,使用的是TI官网的Spice模型,上期没有告诉大家如何使用LTspice导入第三方文件,这里先详细介绍下LTspice怎么用吧(我主要用这个软件做仿真,如果已经知道怎么导入第三方模型的兄弟,可以先跳过下面这一小节)。

LTspice导入TI的TLV9062的模型详细步骤

1、TI官网下载tlv9062的spice模型,将文件tlv9062放置到库目录下面


图片


2、按下面步骤添加理想模型opamp2,放置好器件


图片


3、按快捷键“T”,选择“SPICE directive”,输入“.include tlv9062.lib”,点击“OK”


图片


4、右键运放,将opamp2改成“tlv9062”,这个模型就可以使用了


图片


学会了怎么添加第三方模型,我们下面就正式进入正题——如何仿真稳定性

仿真的原理

以下图为例,这个放大10倍的电路如何仿真稳定性呢?


图片


从前几期文章我们知道,稳定性分析的基本原理就是看环路增益,最直观的莫过于画出环路增益的波特图。仿真原理就是依据这个:我们让信号在环路里面跑一圈,输出与输入的比值就是环路增益。


图片


那如何求呢?

容易想到,我们断开环路的一处节点,断开后就会得到两个端点,我们从一个端点注入信号Vin,那么信号跑一圈之后,在另外一个端点就会得到一个信号Vout,按照前面所说的,环路增益=Vout/Vin,我们使用软件画出Vout/Vin的曲线,这个曲线也就是环路增益曲线,通过曲线,我们就可以判断电路是否稳定了。

上面这一段话换成实操就是:

1、去掉电路原本的激励输入,即V1两端短接

2、剪开环路:剪开输出端到反馈电阻(一般都是剪开这里),得到两个端点,反馈那边命名为Vin,另外一个端点命名为Vout

如下图所示:


图片


我们在仿真软件里面直接运行右边的电路是否可行呢?

答案是不行的,因为断开了反馈环路之后,这个运放的静态工作点受到了影响,即直流偏置不对,因此呢,我们还要把电路改造一下。

3、给输入激励接入很大的电容,比如1TF。此操作是为了防止Vin的直流偏置电压影响到了环路

4、输出Vout与Vin之间接入很大电感,比如1TH。此操作是为了保证直流是闭环的,即运放有OK的直流偏置,同时又让交流断开。我们分析稳定性本就分析的是交流信号,对于交流来说,此处是断开的,所以不影响我们的目的。

最终,仿真电路图变成了下面这个样子


图片


设置好起始频率1Hz,终止频率10Mhz,使用对数坐标


图片


运行一下,然后鼠标左键点击Vout网络,即可得到下面的波特图


图片


从图上我们可以得出,该电路的相位裕度只有9.9°,与我们上期的定量分析结果9°基本一致,互相印证了方法的可行性。


图片


我们再试一下输出端串联100电阻的情况,如下图:


图片


可以看到,串联100欧姆电阻之后,相位裕度为86.9°,与上一期的定量分析结果88.2°也是非常接近的,进一步印证了方法的可行性。

相对来说,这种方法比上期要简单多了,我们可以很方便地修改电阻,改造电路,然后运行下就立马能看出结果。

小结

本期写到这里就结束了,主要详细介绍了下如何使用LTspice仿真运放电路稳定性。

在我们能拿到所用运放的Spice仿真文件的情况下,我推荐用这种方法,因为它相对来说更快的知道结果,步骤也更加的简单。当然,如果拿不到运放的Spice仿真文件,那还是得用上期的方法。

*博客内容为网友个人发布,仅代表博主个人观点,如有侵权请联系工作人员删除。

参与讨论
登录后参与讨论
推荐文章
最近访客