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反馈电路中的相位补偿到底是什么鬼!_相位_暗记

admin 2024-12-01 17:32:47 0

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由于须要识别低落的眇小电压,以是须要加一级运放,放大这个低落的幅度,如下图:

那个时候刚进入社会,实践履历不敷,为了更好的提升放大性能提高稳定性,想当然的在运放的反相输入端并了一颗小电容,我记得大概是10nF,如下图:

反馈电路中的相位补偿到底是什么鬼!_相位_暗记 科学

调试程序的时候创造,电池降压的旗子暗记很难检测到,每每电池充满发热良久才能检测到,这个问题困扰了一段韶光没有办理,朋友带回喷鼻香港,跟一个硬件职员一起调试,用示波器一个个脚的看旗子暗记,终极创造运放输出存在短韶光的振荡,而这个振荡导致了旗子暗记采样问题,于是我很快想到是自己加了这颗电容的问题,并且在脑筋中想象了全体振荡过程,给朋友做了剖析。
这个多此一举行为,终极导致了这个项目失落败。

上几年做红外温度测试仪,温度范围是400~1200度,采取PID红外传感器,电流转电压放大部分电路如下图:

测试中创造,在700度附近温度丈量不准,末了用示波器看输出,创造在这个温度点上,输出涌现了振荡,这个时候立时想到,由于PID传感器,内阻高,寄生电容大,等价于在反相输入上并联了一颗电容,类似镍氢电池的放大了,以是立时按如下电路改进:

在做手机期间,测试创造一些劣质手机充电器,用示波器丈量创造,其输出电压的纹波,除了100KHz附近的开关纹波外,还有一个5K附近的正弦波基于5V附近颠簸,比如输出电压5V,实际则是在4.8~5.2V之间按5KHz的频率颠簸,当时很奇怪怎么产生这个颠簸的?

以上三个案例是我碰到的,虽然前两个问题办理了,但是还留有困惑,随着自己对运放理解的深入,认识到这些问题的涌现,都是跟相位有关,但是看很多运放方面的书,虽然见告我们稳定的放大须要一个180度的负反馈,若相位在360度上,可能会引起振荡,这个还要取决于放大倍数,那么若反馈旗子暗记在270度呢?

实际上,相位引起的问题并不是太多,我做技能这么多年,也便是碰到这么几个案例,但是看很多资料,比如PLL锁相环的滤波,开关电源的反馈,运放的一些参考电路,都写着须要相位补偿,实际中把这些补偿去掉,彷佛也没有创造问题,以是这个让我一贯迷惑到底怎么回事?这也让大家对付相位问题,并不是很关心。

去年应朋友约请录制了运放方面的视频,为了要录制视频,专门深入的剖析了一下相位,终于明白了相位到底怎么回事。

我们大部分电路的运用,都是事情在稳态下的,比如放大一个旗子暗记,开关电源输入输出比较稳定等等,对付稳态旗子暗记,相位问题确实不突出,哪怕相位是360度,但只要系统回路放大倍数小于1,也不会引起振荡,以前三极管刚兴起时期,一些放大电路还事情在自举状态下,范例的便是AM收音机。
但是对付输入输出旗子暗记存在阶跃突变的场合,由于每一个突变,导致系统回路失落衡,系统须要再一次平衡,那么这个相位(这儿不谈论放大增益)就决定了进入平衡的韶光周期,也便是说,相位在180度下,可以最快的进入新的平衡,而相位在360度下,则须要较长的韶光进入再一次平衡。
大家可以把180度理解为恰阻尼,越偏离180度,阻尼振荡的韶光就越长。

下面给大家供应multisim的仿真结果:

C1为1uF的效果:进入稳态相对快一些:

C1为10uF的效果,进入稳态韶光较长:

以是对付存在阶跃突变的反馈系统中,我们要尽可能的让电路事情在180度上,提高系统再一次平衡的速率。

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