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运放相位(频率)补偿电路设计9 O( X% Q+ k8 l* \ m! m& e
集成运放的内部是一个多级放大器。其对数幅频特性如图...1所示中的曲线①(实线)。对数幅频特性曲线在零分贝以上的转折点称为极点。图中,称P1 P2点为极点。极点对应的频率称为转折频率,如fp1,fp2,第一个极点,即频率最低的极点称为主极点。 在极点处,输出信号比输入信号相位滞后45°,幅频特性曲线按-20dB/10倍频程斜率变化,每十倍频程输出信号比输入信号相位滞后90。极点越多,越容易自激,即越不稳定。为使集成运放工作稳定,需进行相位(频率)补偿。
! s1 }# \. m' V6 [ 按补偿原理分滞后补偿、超前补偿及滞后一超前补偿等。
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/ m( {' L1 \" i1 n3 ~# t* | 滞后补偿:凡是使相移增大的补偿即被称为滞后补偿。滞后补偿使主极点频率降低,即放大器频带变窄。如补偿后只有一个极点,则被称为单极点,如图2.21(a)所示中的曲
5 @' ~# {! e/ Z/ L! x 线②。% `3 I" V9 k! S2 D
超前补偿:凡是使相移减小的补偿即被称为超前补偿,超前补偿使幅频特性曲线出现零点,即放大器频带变宽。在零点处输出信号比输入信号相位超前45°,幅频特性曲线按+20dB/10倍频程斜率变化。补偿办法是将零点与补偿前的一个极点重合,如图2.21(a)中的P2点,补偿后的幅频特性曲线如图2.21(a)所示中的曲线③,补偿后频带展宽。. S5 v$ p; A5 {
. z$ ]8 L7 }, `3 y. t* D7 @/ e) h+ ]2. 反馈端超前补偿, V2 X" Q8 n! G: ^) l8 I& l
将补偿电容并在闭环放大器的外部反馈电阻上。其补偿原理如图2.21(a)所示的曲线③。这种补偿叮以展宽高频带宽,电路图如图2.2.13所示。
! m5 i' b1 R' F' D/ e) F (1)抵消第二个极点的补偿
) S! }7 R' p2 J) B# Z
, F! z2 |8 j" P3 {/ F* v$ C3 i+ ?9 o
(2)削弱输入分布电容影响的补偿
( {! k" O/ P% g. i) R- T 将补偿电容并在闭环放大器的外部反馈电阻上,使输入信号在高频时能直接耦合到输出端,削弱输入分布电容的影响,改善电路的高频特性,电路图如图2.2.14所示。补偿条
. `: l$ D6 m0 \" X% u/ ~4 N/ E+ v 件为$ _2 w, Z. X, ^( L0 I, |! U8 l
RF*CB = Rr*Cr8 @' c% c" q; i& w
式中,r为输入端分布电容。, U" [- t! a( X3 D- {0 t" n d5 c
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