频率补偿 :频率补偿

更新时间:2023-11-11 12:40

频率补偿是电子工程中应用在放大器电路中的技术,特别是在有负回馈的放大器电路中。它的主要目的是避免无意中产生正回馈,导致电子振荡,并控制放大器阶跃响应下的过冲和振铃。频率补偿通过对不同频率成分给出不同的放大倍数、展宽通频带的过程,减小时钟和相位差,使输入输出频率同步,以防频率变化衰减或丢失。此外,频率补偿也用于改善单极点系统的带宽

分类

常用的频率补偿方法包括负反馈补偿、发射极电容补偿、电感补偿等。此外,还有超前补偿、超前-滞后伸缩节以及前馈补偿等其他补偿方式。

作用

负反馈补偿通过降低放大器增益来改善电路的稳定性,展宽电路的通频带。发射极电容补偿用于提升高频信号增益。电感并联补偿主要考虑三极管分布电容的影响。频率补偿还可以控制放大器电路阶跃响应,减少振铃和过冲,优化放大器的性能。

应用在运算放大器上

运算放大器是频率补偿的常见应用对象,因为它们无所不在且可以配合反馈使用。运算放大器至少有两个极点,可能导致在特定临界频率时输出信号的相位和输入信号的相位差-180度。若此时增益大于1,会出现振荡。频率补偿通过调整放大器开回路输出或回授电路的增益和相位特性,避免振荡的条件。

实务

频率补偿通常是通过加入内部或外部的电阻电容网络来实现,调整放大器的开回路输出或回授电路的增益和相位特性。主极点补偿是一种常用的外部补偿技术,用于降低放大器增益,确保稳定性。此外,主极点补偿也可以控制阶跃响应下的过冲和振铃。

主极点补偿

主极点补偿是一种落后补偿方法,通过在开回路响应中加入一个低频极点来降低放大器的增益,使其在下一个较高极点频率时低于1(0分贝)。这种补偿可以通过加上积分电容器的通用运算放大器实现,提供足够的相位裕度来避免振荡。主极点补偿的优点是简单有效,可以提升噪声免疫能力,但缺点是降低放大器带宽和电压转换速率

其他方式

超前补偿通过加入零点来增加开回路带宽并维持闭回路的稳定性。超前-滞后补偿器在开回路响应中加入一个零点和一个极点,而前馈补偿则使用电容在高频时旁路放大器的一极,消除此极产生的极点。这些方法旨在增加开回路带宽,同时保持闭回路稳定性,常用于补偿高增益、宽带宽的放大器。

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