運算放大器中的并聯(lián)電容補(bǔ)償
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2024-12-31 16:57:09 | 404 次閱讀
使極點占主導(dǎo)地位的一種強(qiáng)力方法是有意向負(fù)責(zé)最低極點頻率的節(jié)點添加電容?! ≡谏弦黄恼轮校覀兘榻B了下面圖 1 的兩極運算放大器模型,其中 f 1 是最低極點頻率。
然后,我們使用圖 2 的 PSpice 電路生成圖 3 的圖。
圖 2. PSpice 電路繪制由 R 4 確定的 20dB 步長的閉環(huán)增益。
圖 3. 圖 2 電路針對不同反饋量的閉環(huán)增益。
這些圖表明運算放大器需要進(jìn)行頻率補(bǔ)償,以防止出現(xiàn)增益峰值,尤其是在較低閉環(huán)增益時。
一旦我們決定了單位增益操作的交叉頻率f x 的位置,我們就可以通過利用補(bǔ)償增益的增益帶寬積的恒定性找到f 1的新值,或者0 × f 1(新) = 1 × f x,從而給出
f1(新)=fxa0
公式1
一個好的起點是施加f x = f 2,因為它很容易以幾何方式可視化。
對于圖 2 的電路,我們得到f 1(new) = f 2 / a 0 =2.546 Hz,并通過令 1/找到所需的補(bǔ)償電容C c (與C 1并聯(lián))的值[ 2πR 1 (C 1 + C c ) ] = 1(new),得出C c = 62.51 nF。
重新運行圖 2 的電路,但添加了如圖 4(如下)所示的C c,我們獲得了圖 5 的圖。除了單位增益情況外,所有配置文件現(xiàn)在都免受峰值影響,因為每個配置文件都具有 90° 相位利潤。
圖 4. PSpice 電路繪制并聯(lián)電容補(bǔ)償后以 20 dB 為步長的閉環(huán)增益。
圖 5. 圖 4 電路的閉環(huán)增益。
將圖 5 與圖 3 進(jìn)行比較,我們發(fā)現(xiàn)消除峰值的代價是開環(huán)帶寬大幅降低。事實上,開環(huán)帶寬fo 1從 6.366 kHz 減小到 2.546 Hz。
單位增益響應(yīng)產(chǎn)生的少量峰值是由于通過讓f x = f 2我們施加 30 dB/dec 的 ROC,這意味著? m ≈ 45°的相位裕度。如果需要更高的? m ,則f x必須低于f 2,這樣
fx=f2tan?m
公式2
例如,對于 m ≈ 65.5°,這標(biāo)志著峰值的開始,我們需要施加f x = f 2 /(tan 65.5°) = f 2 /2.194。因此,我們需要C c = 62.51×2.194 = 137 nF,并且我們得到f 1(new) = 2.546/2.194 =1.16 Hz。
從教學(xué)的角度來看,并聯(lián)電容補(bǔ)償很有吸引力,了解這一點很重要,但僅此而已。它不僅會導(dǎo)致帶寬急劇減少,還會減慢其他動態(tài),例如轉(zhuǎn)換速率和全功率帶寬。我們將在下一篇關(guān)于米勒頻率補(bǔ)償?shù)奈恼轮杏懻撘环N更實用、更廣泛使用的方法。
版權(quán)與免責(zé)聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫電子市場網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫電子市場網(wǎng),轉(zhuǎn)載請必須注明維庫電子市場網(wǎng),http://m.58mhw.cn,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性,不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。













