運(yùn)放正負(fù)端之間跨接電阻作用的分析(下)【原創(chuàng)】
發(fā)布時(shí)間:2014-09-29 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】前面關(guān)于運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨器中運(yùn)放正負(fù)端之間跨接電阻作用的分析,有了基礎(chǔ)的分析《運(yùn)放正負(fù)端之間跨接電阻作用的分析(上)》,這里講繼續(xù)為大家分析作用,這里將結(jié)合仿真結(jié)果來詳細(xì)分析運(yùn)放正負(fù)端之間跨接電阻作用。
仿真結(jié)果
圖1(R6=1歐姆)
圖2(R6=1歐姆)
從仿真結(jié)果來看R6的加入使得系統(tǒng)函數(shù)的極點(diǎn)少了兩個(gè),改善了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,在加入R6之前,系統(tǒng)的相位裕量為107度,幅度裕量為9dB,最大相移270度。而加入R6之后,相位裕量大于137度,而且最大相移降低到90度,這說明穩(wěn)定性有了很大的改善。R6的加入實(shí)際上使得系統(tǒng)的3dB帶寬降低了,由原來的5.8MHz降為3.4MHz。但在高頻段在加入R6之前,幅度按60dB/10倍頻程衰減,加入R6后,幅度按20dB/10倍頻程衰減。在7.5MHz左右兩個(gè)幅頻曲線相交,此時(shí)幅頻響應(yīng)為-7.8dB。在交點(diǎn)右邊,加入R6后電路的幅頻響應(yīng)曲線大于不加入R6的電路。
圖3(R6=1歐姆)
圖3表明,加入R6后,群時(shí)延從62.5nS降低到22.6nS。
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仿真結(jié)果表明,加入R6后,電路穩(wěn)定性得到提升,群時(shí)延減小,但3dB帶寬降低了,當(dāng)頻率超過7.5MHz后加入R6后的電路幅頻響應(yīng)大于不加R6的電路。
為什么加入R6會(huì)使系統(tǒng)的極點(diǎn)由3個(gè)變?yōu)?個(gè)呢,對(duì)此不解,因此將增益A用A(s)代替,將系統(tǒng)函數(shù)寫為:不加入R6:
從系統(tǒng)函數(shù)來看仍然不能得到結(jié)果,因?yàn)椴恢繟(s),Rin,Ro的值,無法得到R6的加入為什么能將原來的極點(diǎn)數(shù)減少兩個(gè)。
于是仿真了更寬的頻帶(如圖4),發(fā)現(xiàn)在不加R6的情況下,系統(tǒng)在1THz附近還有兩個(gè)零點(diǎn),結(jié)合式(4)和式(5),可得出A(s)為二階,不加R6時(shí),系統(tǒng)傳遞函數(shù)為 (4) 式,有三個(gè)極點(diǎn),兩個(gè)零點(diǎn),并且三個(gè)極點(diǎn)均分布在6.2MHz左右,而兩個(gè)零點(diǎn)位于1THz附近,和低頻段的極點(diǎn)相距甚遠(yuǎn),所以在1THz以下,系統(tǒng)表現(xiàn)出3個(gè)極點(diǎn)的特性。加入R6后系統(tǒng)傳遞函數(shù)為(5)式,仍然有三個(gè)極點(diǎn),兩個(gè)零點(diǎn),但三個(gè)極點(diǎn)和兩個(gè)零點(diǎn)的位置均在3.5MHz左右,所以從幅頻特性曲線上看,只看到一個(gè)極點(diǎn)的影響。R6的作用是將位于高頻段的零點(diǎn)搬到低頻段,使系統(tǒng)表現(xiàn)為只有一個(gè)極點(diǎn),提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減小了群時(shí)延,降低了在高頻段的衰減量,但同時(shí)也降低了3dB帶寬。
令R6=150k,仿真得到圖5,R6將兩個(gè)零點(diǎn)從1THz附近搬移一1GHz附近,映證了前面的分析。加入R6后,在1GHz以下,系統(tǒng)表現(xiàn)為三個(gè)極點(diǎn)的特性,在1GHz以上由于兩個(gè)零點(diǎn)開始發(fā)揮作用,表現(xiàn)為1個(gè)極點(diǎn)的特性。
圖4(R6=1歐姆)
圖5(R6=150k)
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