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主極點(diǎn)補(bǔ)償

發(fā)布時(shí)間:2013/7/21 11:48:08 訪問次數(shù):3269

    關(guān)于主極點(diǎn)補(bǔ)償這種針對(duì)穩(wěn)定性的處理方法,有多種不一致的介紹,讓人覺得很神秘,但實(shí)際上是相當(dāng)簡單的。
    主極點(diǎn)是一個(gè)電子述語,DS90C385AMTX是“高頻截止點(diǎn)”的另一種稱呼。這類似于零點(diǎn),零點(diǎn)則是指“低頻裁止點(diǎn)”。我們進(jìn)行主極點(diǎn)補(bǔ)償,所朝向的目標(biāo)是,讓放大器看上去只有一個(gè)高頻截止點(diǎn)。當(dāng)只有一個(gè)高頻截止點(diǎn)時(shí),那么,最大的相移為90。,因此,放大器是無條件穩(wěn)定(即在任何情況下都是穩(wěn)定的——譯注)。我們要尋找高頻截止點(diǎn)頻率最低的RC網(wǎng)絡(luò),這個(gè)頻率最低的高頻截止點(diǎn)就是主極點(diǎn),找到之后,我們抓住主極點(diǎn),通過增大電容來讓這個(gè)頻率變得更低。
    假定我們現(xiàn)在要面對(duì)情況很糟的放大器,該放大器由四個(gè)相同的單級(jí)放大電路構(gòu)成,每一級(jí)電路的增益均為10倍,高頻截止頻率均為300kHz。在300kHz的頻點(diǎn)上,每一級(jí)電路貢獻(xiàn)的相移為45。,累加后的總相移為180。。每一級(jí)電路在300kHz頻上的增益均下降3dB,因此,每一級(jí)電路在300kHz頻點(diǎn)上的放大倍數(shù)為12=7.071,整個(gè)放大器的總放大倍數(shù)為:

            
    對(duì)于典型的應(yīng)用來說,我們需要將放大器的增益由2 500倍降為125倍,也就是,負(fù)反饋量為26dB,相應(yīng)地,可將失真減小為原來的1/20。為此,需將反饋環(huán)路的損耗設(shè)為1:0.007 6,F(xiàn)在要檢查穩(wěn)性,由于0.007 6x2 500=19倍,因此,放大器的環(huán)路增益(19倍)已大于1,而相移為180,所以,放大器將產(chǎn)生振蕩。
    為了讓放大器穩(wěn)定,我們需要將放大器的300kHz開環(huán)增益降為原來的l/19,按dB計(jì),即是減小25.5dB(這將會(huì)給放大器的頻率響應(yīng)帶來細(xì)小影響)。請(qǐng)記住,以倍頻程計(jì)的6dB/oct,相當(dāng)于十倍頻程計(jì)的20dB/dec,因此,將一個(gè)截止頻點(diǎn)的截止頻率由300kHz降為30kHz,可為我們提供20dB的增益減小量。再將30kHz降為15kHz,即截止頻率再下降一半,又可為我們提供6dB的增益減小量,這樣,就可以獲得共26dB的增益減小量。

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    主極點(diǎn)是一個(gè)電子述語,DS90C385AMTX是“高頻截止點(diǎn)”的另一種稱呼。這類似于零點(diǎn),零點(diǎn)則是指“低頻裁止點(diǎn)”。我們進(jìn)行主極點(diǎn)補(bǔ)償,所朝向的目標(biāo)是,讓放大器看上去只有一個(gè)高頻截止點(diǎn)。當(dāng)只有一個(gè)高頻截止點(diǎn)時(shí),那么,最大的相移為90。,因此,放大器是無條件穩(wěn)定(即在任何情況下都是穩(wěn)定的——譯注)。我們要尋找高頻截止點(diǎn)頻率最低的RC網(wǎng)絡(luò),這個(gè)頻率最低的高頻截止點(diǎn)就是主極點(diǎn),找到之后,我們抓住主極點(diǎn),通過增大電容來讓這個(gè)頻率變得更低。
    假定我們現(xiàn)在要面對(duì)情況很糟的放大器,該放大器由四個(gè)相同的單級(jí)放大電路構(gòu)成,每一級(jí)電路的增益均為10倍,高頻截止頻率均為300kHz。在300kHz的頻點(diǎn)上,每一級(jí)電路貢獻(xiàn)的相移為45。,累加后的總相移為180。。每一級(jí)電路在300kHz頻上的增益均下降3dB,因此,每一級(jí)電路在300kHz頻點(diǎn)上的放大倍數(shù)為12=7.071,整個(gè)放大器的總放大倍數(shù)為:

            
    對(duì)于典型的應(yīng)用來說,我們需要將放大器的增益由2 500倍降為125倍,也就是,負(fù)反饋量為26dB,相應(yīng)地,可將失真減小為原來的1/20。為此,需將反饋環(huán)路的損耗設(shè)為1:0.007 6,F(xiàn)在要檢查穩(wěn)性,由于0.007 6x2 500=19倍,因此,放大器的環(huán)路增益(19倍)已大于1,而相移為180,所以,放大器將產(chǎn)生振蕩。
    為了讓放大器穩(wěn)定,我們需要將放大器的300kHz開環(huán)增益降為原來的l/19,按dB計(jì),即是減小25.5dB(這將會(huì)給放大器的頻率響應(yīng)帶來細(xì)小影響)。請(qǐng)記住,以倍頻程計(jì)的6dB/oct,相當(dāng)于十倍頻程計(jì)的20dB/dec,因此,將一個(gè)截止頻點(diǎn)的截止頻率由300kHz降為30kHz,可為我們提供20dB的增益減小量。再將30kHz降為15kHz,即截止頻率再下降一半,又可為我們提供6dB的增益減小量,這樣,就可以獲得共26dB的增益減小量。

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