仅用一个100Ω电阻，就能解决电路振荡问题？

geren2014

我进了一家模拟电子大公司。这是我的第一份工作，我睁大眼睛面对各种新问题，兴奋不已。
我遇到的其中一个问题是关于放大器电路的稳定性。在这个应用中，带容性负载的缓冲放大器电路像鸟在唱歌一样。我周围的很多同事都是专家，所以我四处询问，寻找解决办法。一个专家级的资深工程师给出建议：“哦，在放大器输出和负载电容之间加一个100Ω的负载电阻。”我问为什么，他说：“你就这样做吧，相信我，肯定没错。”我按照他的建议新建了一个电路，发现电路还是在振荡。新电路仍在唱歌，但是产生了一个新频率。我找到之前给我建议的那个工程师，他再一次建议：“将100Ω电阻改为500Ω电阻”，但他没有解释为什么。我的问题解决了，但是由于我工作太多，好几年了我都没有仔细思考他的建议有何道理。现在问题又出现了，我需要知道到底发生了什么!
当时我不知道，但是现在知道了，连接在放大器输出端的电容和电阻会改变放大器的开环增益曲线。负载电容CL、负载电阻RL和放大器的开环电阻RO合在一起，会在开环增益曲线中引入一个极点，而CL和RL会在开环增益曲线中引入零(图1)。只要在开环增益曲线与闭环增益曲线相交之前相互抵消，创建极点和零点就不会破坏放大器的稳定性。如果开环增益和闭环增益曲线以40dB /十倍频程的闭合速率相交，则放大器电路将处于较不稳定的状态，在更坏的情况下，甚至还会振荡。
图1：具有容性负载的缓冲放大器电路可(a)略微稳定，或(b)非常稳定。将开环增益AOL和闭环增益ACL之间的闭合速率保持在20dB/十倍频程。
通过下面的等式可以找到该电路中极点和零点位置：这个例子给我的启迪是什么?我明白了为什么工程师的经验法则行之有效。如果你也了解一般准则，也可以做到。但如果你还是不明白该解释，麻烦可能再次找上门。