对地电容 运放中接电容的作用

运放概述&&案例讲解 1.基本概念

优点：两个输入端电位始终近似为零（同相端接地，反相端虚地），只有差模信号，抗干扰能力强；

缺点：输入阻抗很小，等于信号到输入端的串联电阻的阻值。

优点：输入阻抗和运放的输入阻抗相等，接近无穷大

缺点：放大电路没有虚地，因此有较大的共模电压，抗干扰能力相对较差，使用时要求运放有较高的共模抑制比，另一个小缺点就是放大倍数只能大于1；

1、同向放大器的输入阻抗和运放的输入阻抗相等，接近无穷大，同相放大器的输入电阻取值大小不影响输入阻抗；而反向放大器的输入阻抗等于信号到输入端的串联电阻的阻值。因此当要求输入阻抗很高的时候就应选择同相放大器！

2、同向放大器的输入信号范围受运放的共模输入电压范围的限制，反向放大器则无此限制。因此如果要求输入阻抗不高且相位无要求时，首选反向放大，因为反向放大只存在差模信号，抗干扰能力强，可以得到更大的输入信号范围。

3、在设计中要求放大倍数相同的情况下尽量选择数值小的电阻配合，这样可以减小输入偏置电流的影响和分布电容的影响。如果很计较功耗，则要在电阻数值方面折中。

上图中反向放大电路RG,RF组成反馈比例电阻。在需求输入阻抗不高的情况下，放大倍数较小，合理的选用上图电路比较合适

缺点：存在差模干扰

CF,CL是有利于电路的稳定

2.案例讲解

案例1：电压跟随器

“麻烦制造者”运算放大器开环输出电阻 (Ro)，实际并非运算放大器内部的一个电阻器。它是一个依赖于运算放大器内部电路的

等效电阻。如果不改变运算放大器，就不可能改变它。CL 为负载电容。如果您想驱动某个 CL，您就会受困于 Ro 和 CL 形成的极

点。G=1 时，20MHz 运算放大器的反馈环路内部 1.8MHz 极点便会带来问题。在图 33 中一探究竟

旁路电容器： 是的，需要它们，但为什么呢？ 目标解决电路震荡问题

电源抑制是放大器抑制电源电压变化的能力。 例如，图 66 显示该抑制能力在低频时很强，但随着频率的升高而减弱。因此，如果在

高频时的抑制能力较差，则此时会发生振荡。

没有适当的接地旁路电容器的电源会产生高阻抗。

我们通常认为外部电源产生的噪声会干扰放大器。但运算放大器可能会出现其自身的问题。例如，输出负载电流必须来自电源端子。

在没有适当旁路的情况下，电源端子的阻抗可能很高。这允许交流电 (AC) 负载电流在电源引脚上产生交流电压。这会产生意外的、

不受控制的反馈路径。该电源连接中的电感可在电源引脚处放大生成的交流电压。在高频应用时，由于电源抑制能力比较弱，这样一

个意外的反馈路径可能会导致振荡。

除此之外，当然也存在着来自内部的影响因素。在没有稳定电源的情况下，内部电路节点可能会相互影响，从而生成多余的反馈路

径。内部电路被设计为在电源端子上具有稳定的低阻抗。在没有稳定的低阻抗电源做基础的情况下，放大器的行为可能完全不同并且

不可预知。

在输入为无噪声正弦波时，由于旁路较差而导致的意外反馈可能不是整洁的正弦波。电源端子中的信号电流（图 67）通常会严重失

真，因为它们仅表示正弦波电流的一半。由于正负电源上的不同电源抑制特性，净效应将使输出波形失真

这些问题会因高负载电流而放大。无功负载会生成相移负载电流，这可能会使问题更加严重。由于反馈路径中的额外相移，电容性负

载已经具有更高的振荡风险。这些具有更高风险的情况可能需要值更高的钽旁路电容器，并且在进行电路布局、压缩和导向时应格外小心。

当然，并非所有旁路较差的放大器都会振荡。可能没有足够的正反馈或相位不是十分正确（或者是错误的！），从而无法维持振荡。

但即便如此，放大器的的性能同样可能会受到影响。过度过冲和较差的稳定时间可能会影响频率和脉冲响应。

但事实上，您并不需要为旁路而疯狂，被所有的这些顾虑折腾得忧心忡忡。您只需要警惕一些特殊的敏感情况以及具有潜在问题的迹象即可。

运放应用的基本例子-电压跟随器

一：电路功能

上图是应用LDO和运放组成的电压调节电路，LDO为LT2596，目的是不改变电阻的情况下输出可调电压。负载为感性负载

运放作用：和LDO的反馈电路中形成可变的输出。隔离

二：具体分析

参数：运放输出为Vdc,最终输出为Vout,LDO的Vref为1.23V

电路分析：根据电流关系列关系式

Vref/1.5K = (Vout-Vref)/16K+(Vdc-Vref)/1.4K

从上关系式可以得出Vdc和Vout输出之间的关系对地电容，从而实现不改变电阻的情况动态输出

三：电路优势分析

（1）动态输出，以实际测试为主，会根据反馈存在一定差

（2）充分利用运放实现隔离作用，当输出接感性负载提高电路的稳定性

有两种情况对地电容，R9 是必须的，

容性负载，或超过四份一波长的传输线，

挂容性负载是宽带放大器，不是积分器，因为容性负载传到输入端成了高通，而｢积分器｣(C11)是低通，两种反馈互补。

文章由启和科技编辑