1 はじめに

オペアンプの 2 つの入力ノードは互いに等しくなければならず、それに応じて出力が変化します。出力応答と反転帰還ノード (IN-) の間に遅延 (または位相遅れ) をもたらす部品がある場合、出力は正しい値に落ち着こうと繰り返し試みる不安定な振動応答を示します。

図 1-1では、予想される応答は 100mV ですが、オペアンプの出力は最初にオーバーシュートし、その後オーバー / アンダー補正を行い、結果として出力が振動します。

図 1-1 不安定なオペアンプ回路の応答

帰還ネットワークで位相遅れが生じる一般的な原因としては、オペアンプの出力インピーダンスと容量性負荷、またはオペアンプの入力容量と大きな帰還抵抗などが挙げられます。図 1-1に、大きな容量性負荷が不安定性を引き起こす例を示しています。安定性補償理論の詳細については、TI の Precision Labs トレーニングをTIPL 安定性ビデオシリーズをご覧ください。

安定性補償部品は、安定した出力応答 (位相マージン 45° ～ 90°) を実現するために回路に導入されます。適切な安定性補償値を見つけるには、オペアンプと回路構成ごとに以下の手順を実行する必要があります。

1. 疑似開ループ構成でシミュレーション回路図を作成します。
2. AC スイープを実行します。
3. 回路の開ループゲインと位相をプロットし、位相マージンを測定します。
4. 周波数応答のパラメータを使用して、補償値を計算します。
5. 補償値を実装し、AC スイープを再実行して、目的の位相マージン (45° ～ 90°) が達成されているかどうかを確認します。

この手順では、大量の後処理計算と AC スイープの再実行が必要です。PSpice®-for-TI では、出力ウィンドウプロットの設定、位相マージンなどの主要な測定値、周波数応答と回路図のパラメータを使用して補償値を決定するための式を記憶することで、この手順を簡素化します。このドキュメントでは、PSpice®-for-TI に組み込まれた自動設計を使用して、この再現性のある問題を解決する方法を示します。