运放相位裕度与容性负载自激稳定性计算器

当运算放大器输出端驱动较长 PCB 走线、同轴电缆或大容量电容(如 $C_L > 100\text{pF}$)时,运放的开环输出电阻 $R_o$ 与 $C_L$ 会在开环传递函数中引入一个额外的极点 $f_{p2}$,导致相位裕度低于 45° 甚至引发自激振荡(Oscillation)。本工具帮助评估稳定性并自动计算 **隔离电阻 $R_{iso}$** 与 **反馈补偿电容 $C_f$**。

数据手册 Gain Bandwidth Product(如 OPA2134 为 8MHz,LM358 为 1MHz)
Open-Loop Output Resistance,一般典型值为 20–100 Ω
包含同轴电缆容值、PCB 走线容值及下级输入电容
同相放大:1 + Rf/Rin;反相/跟随器:电压跟随器写 1

稳定性评估与补偿计算结果

负载极点频率 fp2 kHz
增益交叉频率 fc (0dB 处) kHz
无补偿估算相位裕度 PM °
推荐输出隔离电阻 Riso Ω
推荐反馈补偿电容 Cf pF
电路稳定度状态判定

运放稳定性分析理论:

$$f_{p2} = \frac{1}{2\pi \times R_o \times C_L}$$

$$f_c \approx \frac{GBW}{A_{CL}}$$

当 $f_{p2} < f_c$ 时,极点在 0dB 交叉频率之前作用,导致相位滞后接近 180°,系统产生过冲振铃或自激。

经典 Riso 补偿公式:

$$R_{iso} \approx \frac{1}{2\pi \times f_c \times C_L}$$

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