DM74F163ASJR倍頻程的線段上(此交點(diǎn)對應(yīng)的相移才不會超過-135°),同時(shí)使低于幾的極點(diǎn)數(shù)為1。據(jù)此可通過作圖確定新增主極點(diǎn)的頻率fp.在圖7.8,4中,過fp1點(diǎn)作垂線,與反饋線201g(1/0.02)≈34dB交于n點(diǎn)。過n點(diǎn)作斜率為-20dB/十倍頻程的直線,它與Ar的幅頻特性曲線低頻段的交點(diǎn)即是新增加的主極點(diǎn),頻率為fp。再根據(jù)av的表達(dá)式作出幅頻和相頻特性曲線。在相頻特性曲線中,主極點(diǎn)頻率幾處的田a=-45°。在0.1yi≤F≤10Fp范圍內(nèi),pa以-45°/十倍頻程的速率變化,此問最大相移為-90°。在0.1fpl~fp1之間,a在-90°的基礎(chǔ)上,又以-45°/十倍頻程的速率變化,到第二極點(diǎn)頻率fp1處,a=-135°。在fp1~fp2之間,最大相為-90°到第三極點(diǎn)頻率fp2處, a=-225°。

由圖7.8.4可見,該負(fù)反饋放大電路用增加主極點(diǎn)法補(bǔ)償后,在fu≤0.02的范圍內(nèi)都能穩(wěn)定地工作。在保證電路穩(wěn)定的前提下,與圖7.8,3相比,補(bǔ)償后的電路能獲得較高的低頻環(huán)路增益(66dB),比補(bǔ)償前的20 dB增加了很多。但這是以犧牲帶寬為代價(jià)的。另外,補(bǔ)償后環(huán)路增益的相位更加滯后,故又稱為滯后補(bǔ)償。請讀者自行分析,若取Fr=1,補(bǔ)償后該電路的帶寬如何變化。

由幾=1/2πRC確定新增RC電路中電阻R和電容C的值。因?yàn)閹纵^低,所以C的值較大．

改變主極點(diǎn) 與前一種方法相比,這種方法在補(bǔ)償前、后極點(diǎn)的個(gè)數(shù)不變,只是把原來的主極點(diǎn)yij左移,使之遠(yuǎn)離其他極點(diǎn),直到|aF|波特圖上的第二個(gè)極點(diǎn)不超過0dB線為止。這樣,在|AF|頻響特性大于0dB的范圍內(nèi),相移不會超過-180°。具體方法是在基本放大電路中時(shí)間常數(shù)最大的回路(決定主極點(diǎn)的回路)接人一電容,如圖7.8,5a所示,圖b是它的等效電路。補(bǔ)償前的主極點(diǎn)頻率為fp1=1/[2π(ro1||ro2)Ci2],補(bǔ)償后的主極點(diǎn)頻率fp1=1/[2π(ro1‖ro2)(C+Ci2)]。

改變主極點(diǎn)的頻率補(bǔ)償,(a)原理電路 (b)圖a的等效電路

密勒補(bǔ)償,主極點(diǎn)補(bǔ)償中所用電容和電阻都比較大,在集成電路內(nèi)部使用比較困難,這時(shí)可利用密勒效應(yīng),將補(bǔ)償元件跨接在某級放大電路的輸人輸出之間,如圖

7.8.6所示。這樣,用較小的電容(幾皮法~幾十皮法)就可以獲得滿意的補(bǔ)償效果。

LM741內(nèi)部就是采用這種方式進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?補(bǔ)償電容為30pF,補(bǔ)償后的特性從主極點(diǎn)fp1(=7Hz)~卉間都以-20dB/十倍頻程的速率下降:

什么是自激振蕩?負(fù)反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩的原因是什么?

只要放大電路由負(fù)反饋?zhàn)兂闪苏答?就一定會產(chǎn)生自激嗎?

什么是增益裕度?什么是相位裕度?

頻率補(bǔ)償?shù)暮x是什么?

例SPE7.9.1 電路如圖7.9.1所示。試運(yùn)用SPICE分析:求電路的閉環(huán)電壓增益auf、輸人電阻rif和輸出電阻Rof,并與手算閉環(huán)電壓增益結(jié)果比較;去掉Rf,求電路的開環(huán)電壓增益Au、輸入電阻Ri和輸出電阻ro。

解:在直流工作點(diǎn)分析中,設(shè)置小信號直流增益分析,得

Auf=-9.86,Rif=1.013 kΩ,Ror=0,4942Ω

手算Auf=-10。

去掉Rf重復(fù)(1)的分析,得

au=-751.7, Ri=73.13 kΩ, Ro=34.54Ω

由于電路引入的是電壓并聯(lián)負(fù)反饋,所以引入反饋后,輸入電阻和輸出電阻都減小了。電壓增益下降了約76倍。

設(shè)某運(yùn)放的傳遞函數(shù)共有三個(gè)極點(diǎn),即r1=1MHz,f2=8MHz,f3=20MHz,開環(huán)電壓增益Ato=104(80dB),差模輸人電阻為1MΩ,輸出電阻為20Ω。試運(yùn)用SPICE作如下分析:求出該運(yùn)放的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng),判斷引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋,電路能穩(wěn)定工作時(shí)(即有45°的相位裕度),反饋系數(shù)最大為多少?添加一極點(diǎn)進(jìn)行主極點(diǎn)補(bǔ)償,設(shè)新增極點(diǎn)的RC電路參數(shù)為Rc=100Ω,G=1.65uF,求出該運(yùn)放的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng),并判斷引人反饋系數(shù)Fu=0.1的電壓串聯(lián)負(fù)反饋時(shí),環(huán)路的附加相移為多少?此時(shí)電路能否穩(wěn)定工作?(注:反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò))

解:運(yùn)放電路可由受控源和RC電路來模擬,等效電路如圖7,9,2所示.其中三個(gè)RC電路r1C1、R2C2和R3C3構(gòu)成三個(gè)極點(diǎn)頻率f1、f2和f3,Rc和Cc為補(bǔ)償極點(diǎn),前四級壓控電壓源′的增益為1,第五級為104,總開環(huán)增益為104。

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