运放振荡及消除措施？

1.引起振荡的原因：

放大器周围存在着很多的反馈路径。不只是经过反馈电阻的，也有通过电源的以及印制电路线条的反馈路径。由于印制电路板以及连接到输出线缆等处的寄生元件的影响，稳定的放大器也会变得不稳定。这种寄生元件引起的振荡称为寄生振荡。另外，无旁路电容的电源的电压变动反馈到 OP 放大器的输入部分也会引起振荡。

最直接的原因或通俗的解释

1、环路增益大于1 

2、反馈前后信号的相位差在360度以上，也就是能够形成正反馈。

自激振荡的引起，主要是因为集成运算放大器内部是由多级直流放大器所组成，由于每级放大器的输出及后一级放大器的输入都存在输出阻抗和输入阻抗及分布电容，这样在级间都存在R-C相移网络，当信号每通过一级R-C网络后，就要产生一个附加相移。此外，在运放的外部偏置电阻和运放输入电容，运放输出电阻和容性负载反馈电容，以及多级运放通过电源的公共内阻，甚至电源线上的分布电感，接地不良等耦合，都可形成附加相移。结果，运放输出的信号，通过负反馈回路再叠加增到 180 度的附加相移，且若反馈量足够大，终将使负反馈转变成正反馈，从而引起振荡。

具体一点可能：

1.可能运放是分布电容和电感引起的；

2. 运放驱动容性负载导致；

3.可能是反馈过深引起的；

2.振荡的症状：

• 2.1  脉冲响应波形混乱或有高频信号叠加

  脉冲信号输入不稳定的放大器表现出的症状如图 1 所示，有时输出的波形拖着一较大的衰减振荡[图 1 (a)]，或无信号输入，却有图 1 (b) 所示的那种信号随意输出的现象，还有如图 2 (c) 所示叠加有高频信号的情况。
  

图 1 发生振荡的放大器特有的输出波形

• 2.2  OP 放大器外壳烫得手碰不得

  多重反馈型 HPF 的 OP 放大器振荡的原因，有可能表现为外壳的异常发热。这是由于滤波器组成电容成为 OP 放大器的容性负载而变得不稳定的缘故。

  IC 的外壳烫的手不能碰时，应根据 OP 放大器的功率消耗和热电阻来推算其结的温度，如果实际温度明显高于此计算值，则可能发生了振荡。

• 2.3  直流输出电压变动大到预计以上

  如图 2 所示，如果看到的波形中有超低频的振动，那就要先确认放大器的增益。若放大器的增益在数十倍以下不是很高，有可能是电路的某个地方发生了振荡。

  

  图 2 

  用示波器观测时，有时会看到直流电平在低频起伏变动，手靠近电路时变动的样子还会变化。这种症状很像 OP 放大器的温度漂移以及后述的寄生热电偶效应，两者区分开还不容易。

  如果放大器的增益较大，则有可能不是振荡而是寄生热电偶引起的电压变动。焊锡与 OP 放大器引线使用的铜之间，由于不同金属间发生的塞贝克效应而产生了热致电压。制作过程中无意间形成的热电偶称为寄生热电偶。通常，寄生热电偶引起的热致电压很微弱，不会对电路工作造成障碍，但经过放大器放大后则会成为误差的主要因素。寄生热电偶对周围温度的变化很敏感，所以，主要 OP 放大器上有风吹，输出电压就会有大的变动。为防止有风吹到 OP 放大器而将放大器周围罩住后，如果变动还不停止，则有可能是发生了振荡。

  寄生热电偶因温度变化产生的电压变动，可以使用密封胶等隔离 IC 周围电路上的风流来应对。

3.解决方法：

1. 环内补偿

运放反馈电阻并接反馈电容 Cc

小电容叫做移相电容，防止运放自激的一般取0点几皮法到几十皮法几百皮法，看工作的频率以及运放的型号来定。简单点说加的电容越大，带宽越窄；

防止振荡 Rf 和运放的输入电容及杂散电容形成极点，如果该极点在运放使用的频率范围内就可能使运放产生振荡；加入 Cc后，Cf 和 Rf 产生零点，用来抵消极点。一般取值 Cf > Ci，Ci 为运放的输入电容和输入脚杂散总电容。

2. 环路外补偿法

在运放的输出端串上一个小电阻 Rc

小电阻取值一般在数十欧姆到几百欧姆之间，具体值与后级电路的输入电容有关，可尝试不同的电阻值，获得稳定的输出，如下图 3 为串电阻 Rc 和加了反馈电容 Cc 的电路图。

注意：

1.保持电源供电稳定，最好并联104 ,106等电容；

2.放大倍数不能过大，放大级数也不要超过四级；

3.放大电路的阻值要适当，不要过大或过小；

4.放大倍数不宜过大，输出信号过强，输入信号过于弱，则容易耦合；

5.输出走线太长的时候，不光容易自激，而且信号也容易受到干扰，最好走屏蔽，没有条件，可以考虑输出串小电阻。串联小电阻，不完全是解决相位问题，同时解决容性负载过大时，造成的运放工作异常；

实验或测试之前，若用示波器接在运放输出端，有时可以看到频率较高且近似正弦波的波形，偶尔也出现低频振荡的情况。可根据产生振荡的原理采取不同的方法解决：

(1)反馈极性是否接错或负反馈太强。若将负反馈错接成正反馈则极易产生振荡。另外，负反馈愈强也愈易产生自激；

(2)若输出端接有的电容性负载，由于容性负载加强了电路的相移，所以更易自激。可以用另一个RC环节来补偿相移，如果补偿得好自激振荡就会消除；

(3)接线杂散电容过大，当输入回路为高阻时，由接线到地或接线之间的杂散电容与电阻组成的滞后环节，将使组件变得不稳定。为此可在 Rf (反馈电阻)两端并联一个电容 Cf，或者在运放的输人端并联一个 RC 支路，这两个环节都属于超前校正的性质，即它们产生的相位超前作用将有可能抵消前面所述杂散电容所起的相位滞后作用，从而使运放稳定；

(4)电源接线旁路措施不够。电源引线不仅具有一定电阻，还有一定的电感和分布电容，因此当有许多运放接到同一根电源线时，将通过这些因素产生相互之间的影响，解决的办法是在印刷电路板插座上的正负电源的接线端与地之间接上几十uF的电解电容和0.01uF的陶瓷电容相并联，如果运放是作为宽频放大，须选用低电感量的电容；