用波特图说明电容滞后补偿电路消除自激振荡的原理

用波特图说明电容滞后补偿电路消除自激振荡的原理

通过画出接入滞后补偿前后放大电路的开环频率特性,可看到放大电路由不稳定变为稳定。

对于负反馈放大电路,消除自激振荡的方法就是破坏产生自激振荡的相位条件和幅度条件。电容滞后补偿能人为地降低主极点频率(),拉开它与第二个极点频率的距离,使幅频特性提前开始下降,而让相频特性在到达零之前缓慢下降,从而获得一定的相位裕度。

        例如,图12是某个开环放大器的频率特性,其表达式为

        

        画出它的频率特性如图13所示,若接成负反馈电路,设反馈系数,则,相应的水平线M1N1位于临界自激线(与相对应的线)之下,表明放大电路闭环后肯定处于不稳定状态。

        如果在主极点频率所在的低通环节内,接入一个补偿电容,使下降为,则开环频率特性表达式变为

        

图 电容滞后补偿消除自激振荡的原理

        经补偿后的开环幅频和相频特性如图中的虚线所示。可看到补偿后获得了的相位裕度,因而补偿后的放大电路是稳定的。

        应该指出,用电容滞后补偿有一个明显的不足之处,即牺牲了放大器的通频带宽度。由图可见,开环带宽由Hz减小为Hz,闭环带宽只有约Hz,如果取得更大,则更低,虽然相位裕度有所增大,但通频带将更窄。

        若改用阻容补偿法和超前补偿法,其闭环增益的通频带比电容滞后补偿要宽。

,通过画出接入滞后补偿前后放大电路的开环频率特性,可看到放大电路由不稳定变为稳定。

对于负反馈放大电路,消除自激振荡的方法就是破坏产生自激振荡的相位条件和幅度条件。电容滞后补偿能人为地降低主极点频率(),拉开它与第二个极点频率的距离,使幅频特性提前开始下降,而让相频特性在到达零之前缓慢下降,从而获得一定的相位裕度。

        例如,图12是某个开环放大器的频率特性,其表达式为

        

        画出它的频率特性如图13所示,若接成负反馈电路,设反馈系数,则,相应的水平线M1N1位于临界自激线(与相对应的线)之下,表明放大电路闭环后肯定处于不稳定状态。

        如果在主极点频率所在的低通环节内,接入一个补偿电容,使下降为,则开环频率特性表达式变为

        

图 电容滞后补偿消除自激振荡的原理

        经补偿后的开环幅频和相频特性如图中的虚线所示。可看到补偿后获得了的相位裕度,因而补偿后的放大电路是稳定的。

        应该指出,用电容滞后补偿有一个明显的不足之处,即牺牲了放大器的通频带宽度。由图可见,开环带宽由Hz减小为Hz,闭环带宽只有约Hz,如果取得更大,则更低,虽然相位裕度有所增大,但通频带将更窄。

        若改用阻容补偿法和超前补偿法,其闭环增益的通频带比电容滞后补偿要宽。

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