关于电压反馈电阻器的真相

Tina Collins

当信号需要增益时，放大器是首选元件。反馈电阻和增益电阻之比，RF/RG，对于电压反馈和全差分放大器，确定增益。设置比率后，下一步是为任一 R 选择一个值F或 RG.R的选择F会影响放大器的稳定性。

放大器的内部输入电容（见数据手册的规格表）与R相互作用F在传递函数中形成极点。如果 RF非常大，这个极点会影响稳定性。如果极点出现在远大于交越频率的频率下，则不会影响稳定性。但是，如果极点的位置由 f = 1/（2πR 确定）FC输入，放大器）发生在交越频率附近，相位裕量会减小，导致潜在的不稳定。

图1示例显示了ADA4807-1电压反馈放大器在同相增益为2的配置中，反馈电阻为499 Ω、1 kΩ和10 kΩ的实验室结果。数据手册推荐使用 RF值为 499 Ω。

小信号频率响应中的峰值程度表明不稳定。增加 RF从499 Ω到1 kΩ略微增加峰值。这意味着放大器具有足够的相位裕量，RF1 kΩ 且稳定。R的情况并非如此。F的 10 kΩ。高水平的峰值意味着不稳定（振荡），不建议这样做。

图1.使用不同反馈电阻的实验室结果。VS= ±5 V， V外= 40 mV 峰峰值，R负荷R = 1 kΩF值为 499 Ω、1 kΩ 和 10 kΩ。

图2.使用ADA4807 SPICE模型的仿真结果。VS= ±5 V， G = 2 和 R负荷R = 1 kΩF值为 499 Ω、1 kΩ 和 10 kΩ。

在实验室中验证电路不是验证潜在不稳定性的强制性步骤。图 3 显示了使用具有相同 R 的 SPICE 模型的仿真结果F值为 499 Ω、1 kΩ 和 10 kΩ。结果与图1一致。图3显示了时域的不稳定性。通过在R两端放置一个反馈电容来为传递函数添加一个零点F将消除不稳定性，如图 4 所示。

图3.使用ADA4807 SPICE模型的脉冲响应仿真结果。VS= ±5 V， G = 2 和 R负荷R = 1 kΩF值为 499 Ω、1 kΩ 和 10 kΩ

图4.使用3.3 pF反馈电容C时的脉冲响应仿真结果F.VS= ±5 V， G = 2， RF= 10 kΩ 和 R负荷= 1 kΩ。

在选择R时需要权衡取舍F，即功耗、带宽和稳定性。如果功耗至关重要，并且不能使用数据手册推荐的反馈值或更高的RF值是必需的，将反馈电容与R并联放置F是一种选择。此选择会导致带宽降低。

选择 R 时F对于电压反馈和全差分放大器，需要考虑系统要求。如果速度不是关键，反馈电容将有助于稳定较大的R。F价值。如果速度至关重要，推荐的数据表 RF建议值。忽略 R 的关系F在稳定性、带宽和功率方面，可能会阻碍系统，或者更糟糕的是，会阻止系统实现其全部性能。

审核编辑：郭婷