作者: TI專家Bruce Trump

翻譯: TI信號(hào)鏈工程師 Rickey Xiong (熊堯)  

每個(gè)人都知道運(yùn)放應(yīng)該使用靠近運(yùn)放供電管腳的退耦電容,，對(duì)嗎？但為什么要使用這個(gè)退耦電容呢,？舉個(gè)例子,，如果沒有合適的退耦，運(yùn)放會(huì)更容易產(chǎn)生振蕩,。了解使用退耦電容的原因能夠增加你對(duì)這個(gè)問題的理解和認(rèn)知。

電源抑制比是運(yùn)放抑制供電發(fā)生變化的能力,。如圖1所示,，在低頻段，運(yùn)放的電源抑制比是非常高的,，但是隨著頻率的增加,，電源抑制比會(huì)減小。在高頻段,，較小的電源抑制比可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)放振蕩,。

我們經(jīng)常認(rèn)為，外部的供電噪聲會(huì)影響運(yùn)放,。但是,，運(yùn)放自身會(huì)產(chǎn)生一些問題。例如,，負(fù)載電流來源于運(yùn)放的供電,。如果沒有合適的退耦，運(yùn)放的供電端的阻抗就會(huì)非常大,。這會(huì)導(dǎo)致負(fù)載的AC電流在供電端產(chǎn)生一個(gè)AC電壓,，從而構(gòu)成了一條無意的，不可控的反饋回路,。供電端的電感能夠放大該AC電壓,。在高頻段，運(yùn)放的電源抑制比比較低,，這條無意的反饋回路能夠引起振蕩,。

當(dāng)然,，運(yùn)放內(nèi)部電路也會(huì)帶來一些影響。如果沒有一個(gè)穩(wěn)定的供電,，內(nèi)部電路的節(jié)點(diǎn)之間也可能會(huì)產(chǎn)生反饋回路,。內(nèi)部電路的設(shè)計(jì)是為了使運(yùn)放工作得更穩(wěn)定，供電端有較低的電阻,。如果沒有穩(wěn)定的低阻抗的電源供電,，運(yùn)放的工作可能變得特別異常且不可預(yù)測。

給運(yùn)放的輸入端加一個(gè)干凈的正弦波,，較差的退耦產(chǎn)生的反饋回路上可能是一個(gè)失真的正弦波,。如圖2 所示，在供電端的信號(hào)電流經(jīng)常是失真的,，因?yàn)樗鼉H僅是正弦信號(hào)的一半,。如果正端供電和負(fù)端供電的電源抑制比不相同，也會(huì)使輸出波形失真,。

如果負(fù)載電流很大,，該問題會(huì)變得更加嚴(yán)重。電抗性負(fù)載會(huì)產(chǎn)生相位,，使負(fù)載電流產(chǎn)生相移,，這可能會(huì)加劇這個(gè)問題。容性負(fù)載在反饋回路上會(huì)產(chǎn)生額外的相移,，很有可能會(huì)產(chǎn)生振蕩,。為了消除這些問題，我們需要較大容值的鉭電容作為退耦電容,，并且需要特別注意該電容的布局,，應(yīng)直接連接在供電引腳上，且越近越好,。

當(dāng)然,，并不是所有的低質(zhì)量的退耦都會(huì)使運(yùn)放產(chǎn)生振蕩。如果沒有足夠的正向反饋,，或者相移并不是很大,，并不會(huì)使運(yùn)放振蕩。但是,，運(yùn)放的性能會(huì)大大下降,。較大的過沖，較長的建立時(shí)間會(huì)影響頻率響應(yīng)和脈沖響應(yīng),。

在以前的博客中曾經(jīng)討論過,，TINA或者其它的SPICE仿真工具不能很好地仿真出這些現(xiàn)象。SPICE中的電壓源是相當(dāng)穩(wěn)定的,，不會(huì)隨著負(fù)載電流而產(chǎn)生變化,。要想仿真出實(shí)際的供電阻抗非常難,，并且結(jié)果是不準(zhǔn)確的。電源抑制比的值用我們最好的模型macro來仿真,，但是,，反饋回路上的相位關(guān)系不可能完全準(zhǔn)確。一般情況下,，仿真是很有用的,，但并不能準(zhǔn)確地預(yù)測出上述現(xiàn)象。

你不應(yīng)該成為一個(gè)偏執(zhí)狂------沒有必要對(duì)退耦太過要求,。對(duì)一些特別敏感的情況和潛在的問題提高警惕就可以了,。適當(dāng)?shù)睦斫夂驼J(rèn)知會(huì)使模擬設(shè)計(jì)變得更好。

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