Возможно ли колебание операционного усилителя на частоте, превышающей его GBP?

Я устанавливал tl3141 в схему усилителя наушников, и он, кажется, прерывался на ~ 250 мВ-р-колебании на частоте 8-10 МГц в нижней половине сигнала при подаче синусоидальной волны 1 кГц.

Возможно ли это, учитывая технические характеристики операционного усилителя (GBP 1,1 МГц, скорость нарастания 1,3 В / мкс)? Учитывая измеренные колебания, выходной сигнал должен колебаться где-то в пределах 2,75 В / мкСек, что значительно превышает эту спецификацию.

operational-amplifier specifications oscillation

— морозный
источник

Зависит от операционного усилителя. Например, LM741 с низкой пропускной способностью был умеренно быстрым LM748 со встроенным компенсационным конденсатором. Если быстрые этапы имеют пути обратной связи (например, плохо спроектированные расходные материалы) независимо от этого ограничения, это возможно.

— Брайан Драммонд,

Если мои измерения / математика верны, выходная мощность колеблется 250 мВ в 0,09 мксек, что соответствует скорости нарастания ~ 2,75 В / мксек, что вдвое больше спецификации.

— Морозное

Ответы:

Некоторые усилители мощности класса AB используют составную пару транзисторов PNP / NPN, чтобы управлять током при колебании на нижней стороне. LM380, и ваш TL3141 использует эту топологию. Для LM380, предостерегает, что можно испытывать колебания в диапазоне 5-10 МГц, известные как инсайдеры звука, как "нечеткие размышления". В качестве лечения предлагается сеть Zobel (серия RC от выхода до земли). Хороший обход высокочастотного источника питания также может помочь.

РЕДАКТИРОВАТЬ : из "Audio HANDBOOK National" (1976),

... Классический класс B - это просто PNP и NPN, способные на большие токи, но поскольку у разработчика IC нет качественных PNP, возникает ряд компромиссов. На рисунке 4.1.4b показана нижняя сторона PNP, замененная составной схемой PNP / NPN. К сожалению, Q2 / Q3 образуют петлю обратной связи, которая весьма склонна колебаться в диапазоне 2-5 МГц. Хотя частота колебаний значительно выше слышимого диапазона, она может создавать проблемы, если она находится вблизи радиочастотного приемника. Среди методов стабилизации, которые используются, с различной степенью успеха являются:

Размещение внешнего RC от выходного контакта на землю, чтобы уменьшить усиление NPN. Это работает довольно хорошо и появляется на многочисленных листах данных как внешнее лекарство.

Использование методов геометрии устройства для улучшения частотной характеристики PNP. Это было успешно сделано в LM377, LM378, LM379. Единственная проблема с этой схемой состоит в том, что смещение улучшенного PNP немного уменьшает полезный выходной размах, тем самым снижая возможности выходной мощности.

Добавление сопротивления последовательно с эмиттером или основанием Q3.

Делая Q3 контролируемым коэффициентом усиления PNP, равным единице, что дает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что коэффициент усиления почти одинаков для каждого полупериода.

Добавление емкости к земле от коллектора Q3.

Эти последние три работают иногда до некоторой степени на большинстве современных уровней.

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

— glen_geek
источник

Спасибо! Это выглядит как моя точная проблема. Я отредактировал ваш ответ, добавив скриншот приложения, надеюсь, вы не против.

— Морозное

Есть ли у «пушистых линий» синонимов? Я пытаюсь найти больше обсуждений этого явления, но не могу найти много с этим термином.

— Морозное

@Frosty Я пытаюсь найти ссылку, которую можно найти в древней книге заметок, в которой анализируются внутренние компоненты усилителя мощности. Приходится копать глубже ... если я его найду, буду редактировать.

— glen_geek

ti.com/lit/an/snaa086/snaa086.pdf страница третья. Я вставил скриншот в ваш ответ, но он ожидает экспертной оценки. О, вы говорите о пушистиках ...

— Морозное

Upvoted! Кроме того, даже без выхода CFP выходной каскад дискретного усилителя (или операционного усилителя) может колебаться на частотах, превышающих полосу пропускания усилителя, если слишком большая индуктивность в источнике питания или в проводке затворов / оснований, это может создать положительную обратную связь и колебания. Для операционного усилителя внутри схемы очень мало индуктивности, но питание имеет значение, катастрофически плохая развязка может заставить его колебаться.

— peufeu

GBP, как указано для усилителя , если он используется как таковой, не означает, что эффекты от входа к шине или от шины к входу не могут быть намного выше полосы пропускания, и создают такие сюрпризы, если есть что-то неудовлетворительное в обходе или фильтрации мощности.

Кроме того, с обычными операционными усилителями GBP основывается на усилении напряжения. В зависимости от входной емкости даже на максимальной частоте большая часть мощности, поступающей на вход, не используется. Также обычно не потребляется большая часть мощности, доступной на выходе. Теперь все, что требуется, - это какая-то преднамеренная или непреднамеренная пассивная сеть (цепь бака, пьезоэлектрическая часть, катушка с отводом, трансформатор), обеспечивающая усиление напряжения, даже при потере мощности ...

— rackandboneman
источник