Kompensacja obciążeń pojemnościowych wzmacniaczy

Źle skompensowane wzmacniacze operacyjne pracujące ze znacznym obciążeniem pojemnościowym łatwo wzbudzają się, wykazują zwężenie pasma przenoszenia i zmniejszenie współczynnika slew-rate. Na takie zachowanie się wzmacniacza ma wpływ jego wewnętrzna architektura oraz duże wzmocnienie w zamkniętej pętli w połączeniu z obciążeniem pojemnościowym. W niniejszym artykule przedstawiono dwa przykłady często stosowanych sposobów kompensacji wzmacniaczy pracujących z dużym obciążeniem pojemnościowym.

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

Impedancja wyjściowa wzmacniacza przy dużej częstotliwości działa podobnie jak indukcyjność, która w połączeniu z pojemnością obciążenia wywołuje na wyjściu wzmacniacza oscylacje lub przepięcia.

W celu przeciwdziałania tym zjawiskom pomiędzy wyjście wzmacniacza i pojemność obciążającą włącza się szeregowy rezystor izolujący. Jest to technika kompensacji pozapętlowej (out-of-loop). Można ją stosować w przypadku wzmacniaczy ze sprzężeniem zwrotnym napięciowym i prądowym, pracujących w konfiguracji odwracającej i nieodwracającej. Minimalna wartość rezystora izolującego zależy od konkretnego wzmacniacza i jest podawana zwykle w jego danych technicznych. Wadą tej techniki kompensacji jest ograniczenie pasma przenoszenia, zmniejszenie współczynnika slew-rate i ograniczenie zakresu zmienności sygnału wyjściowego.

Na rysunku 1 pokazano przykład kompensacji pozapętlowej wzmacniacza LMH6611. Jest to wzmacniacz z napięciowym sprzężeniem zwrotnym i wyjściem rail-to-rail charakteryzujący się pasmem 345 MHz, współczynnikiem slew-rate równym 460V/μs i czasem ustalania napięcia wyjściowego 100ns (do 0,01 wartości skoku).

Na rysunku 2 przedstawiono charakterystykę napięciową tego wzmacniacza przy pojemności obciążenia CL=100pF i różnych wartościach rezystancji szeregowej RISO. Jak widać, przy minimalnej wartości RISO=10Ω pasmo jest najszersze, ale i przepięcia największe, natomiast przy RISO=30Ω pasmo jest wyraźnie zwężone.

Kompensacja wewnątrzpętlowa

W przeciwieństwie do kompensacji pozapętlowej, kompensacja wewnątrzpętlowa (in-loop) wykorzystująca kondensator CF może być stosowana tylko we wzmacniaczach z napięciowym sprzężeniem zwrotnym.

Przykładowy układ wzmacniacza z kompensacją wewnątrzpętlową pokazano na rysunku 3. Podobnie jak w poprzednio przedstawionym układzie, do oddzielenia wzmacniacza od obciążenia pojemnościowego służy rezystor izolujący RISO, zabezpieczający przed oscylacjami. Kondensator o małej pojemności CF staje się dominującym elementem w ścieżce sprzężenia zwrotnego w zakresie większych częstotliwości. Oba te elementy razem pozwalają na sterowanie dużych obciążeń pojemnościowych przy zachowaniu stabilności pętli. W tabeli 1 przedstawiono parametry odpowiedzi impulsowej przy różnych wartościach pojemności obciążenia CL, rezystancji szeregowej RISO i pojemności CF. Wartości te obowiązują dla wzmocnienia G = 2 (RF = RG = 604Ω) i rezystancji obciążenia RL = 2kΩ. (KKP)

 

Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj ElektronikaB2B do ulubionych źródeł
Powiązane treści
Projektowanie interfejsów użytkownika z sensorami pojemnościowymi
Wzmacniacze mocy - przegląd klas - od A do H
Zobacz więcej w kategorii: Technika
Zasilanie
Zasilacze impulsowe i przetwornice DC/DC oraz DC/AC o mocy od 10 W do 1 kW – parametry, zastosowania i kryteria doboru
Komunikacja
Qualcomm Technologies rozszerza ofertę układów SoC Wi-Fi do zastosowań w IoT
Projektowanie i badania
Badania EMC: dlaczego urządzenia zawodzą i jak przygotować się do certyfikacji?
Komponenty
Zarządzanie alternatywami w prototypowym BOM – klucz do niezawodnego montażu elektroniki
Elektromechanika
Kolej przyszłości napędzana elektroniką. Jak EMC, zarządzanie temperaturą i zasilanie decydują o niezawodności transportu szynowego
PCB
HDI pool Eurocircuits - mikroprzelotki w prototypach i małych seriach PCB
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Magazyn
Październik 2026
Magazyn
Wrzesień 2026
Magazyn
Sierpień 2026

Zobaczyć obiekt oczami radaru, czyli dlaczego potrzebujemy laboratorium do pomiarów RCS?

Radar postrzega świat inaczej niż człowiek. Zamiast obrazu tworzonego przez światło widzialne rejestruje echo wysłanej fali elektromagnetycznej. Na odpowiedź radarową obiektu wpływają nie tylko jego rozmiary, lecz także kształt, zastosowane materiały, częstotliwość oraz kierunek obserwacji. Dlatego dwa przedmioty o podobnych wymiarach mogą być dla radaru widoczne zupełnie inaczej. Jak zatem sprawdzić, co radar rzeczywiście "widzi"? Służą temu pomiary RCS, prowadzone między innymi w specjalistycznych laboratoriach, które zapewniają kontrolowane i powtarzalne warunki oraz umożliwiają uzyskanie dokładności wymaganej w danym zastosowaniu.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów