《频率补偿》PPT课件.ppt
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1、华侨大学IC设计中心稳定性与频率补偿n负反馈在模拟信号处理中得到广泛应用。然而,反馈系统有潜在的不稳定性,即可能会振荡。n本章我们研究线性反馈系统的稳定性和频率补偿,研究的内容对于理解模拟反馈电路的设计问题是必需的。在理解了稳定性判据和相位裕度概念之后,我们研究频率补偿,介绍适合各种运算放大器结构的不同的补偿技术。华侨大学IC设计中心基本负反馈系统 华侨大学IC设计中心负反馈系统振荡条件n一个负反馈系统如果满足下列二个条件,便可以在某个频率下产生振荡,这二个条件是:(1)在这个频率下,围绕环路的相移能大到使反馈变为正反馈正反馈;(2)环路增益足以使信号建立。因此,要避免不稳定,我们必须把总的相
2、移减至最小,以使得当时 ,其相位仍比-180更正。华侨大学IC设计中心不稳定系统和稳定系统的环路增益的波特图 n使环路增益的幅值等于1和使环路增益的相位等于 -180的两个频率在稳定性方面起着重要作用,分别称这两个频率点为“增益交点”和“相位交点”。n相移达-180的频率下的增益称为过量环路增益;环路增益下降到1的频率下的相位称为过量相位。华侨大学IC设计中心不稳定系统和稳定系统华侨大学IC设计中心运放的频率补偿华侨大学IC设计中心运放的频率补偿华侨大学IC设计中心运放的频率补偿华侨大学IC设计中心相位裕度 n要保证系统的稳定,必须在达到 -180之前下降至1。哪PX应离开GX多远合适呢?华侨
3、大学IC设计中心相位裕度n假设GX处,其相位等于-175,在GX处,华侨大学IC设计中心时域响应n在低频下,但在 附近,闭环频率响应出现一个尖峰。换句话说,闭环系统接近振荡,其阶跃响应呈现欠阻尼振荡特性。这也表示,尽管一个二阶系统是稳定的,但还是可能有产生减幅振荡的缺点,建立时间较长。华侨大学IC设计中心时域响应n在增益交点频率 处,相位为-135 n反馈系统的频率响应有30%的峰值。华侨大学IC设计中心时域响应华侨大学IC设计中心大信号时域响应n模拟得到的相位裕度为65,单位增益频率为150MHz。然而,该电路的大信号阶跃响应,有相当大抖动。华侨大学IC设计中心频率补偿 n常用的运放电路包含
4、许多极点。运放通常必须“补偿”,以使闭环电路是稳定的,而且时间响应的性能也是良好的。华侨大学IC设计中心频率补偿华侨大学IC设计中心频率补偿n环路增益的波特图 华侨大学IC设计中心频率补偿华侨大学IC设计中心相位余度与极点的关系华侨大学IC设计中心频率补偿华侨大学IC设计中心频率补偿华侨大学IC设计中心频率补偿华侨大学IC设计中心频率补偿华侨大学IC设计中心两级运放的补偿 n三个极点:在X(或Y)有一个;在E(或F)有另一个;第三个极点在A(或B)。在X的极点处在较高的频率处。由于在E点所看到的小信号电阻相当高,将产生一个较靠近原点的极点。在结点A处,小信号电阻较低,但的CL值可能相当大。结果
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