相位失真(一)反向放大器减小相位失真的方法

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 楼主| xukun977 发表于 2019-9-9 14:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 xukun977 于 2019-9-9 16:19 编辑

在大学模电课程里,说相位失真的场合并不多,在信号与系统中,只是简单地给出了理想无失真系统传递函数特征:幅度恒定,相位是频率的线性函数。


在某些实践场合,相位失真的概念非常重要的(当然了,在语音识别等系统,相位失真相比较于幅度失真,不是太重要了),所以发帖提醒大家关注一下这个话题。


首先,在前面帖子里说过电压求和,如下图所示:

956865d75e93baa9c8.png


理想的电压求和结果,是输出电压eo=e1+e2+....en,这个表达式的含义是:在所有的频率下,都是理想传输特征--零衰减、零相移!

可惜的是这种理想传递特征,物理上不可能实现。能实现的基本形式,在正弦稳态情形下,可表示成:

Eo(w)=K(E1+E2+...En)/(1+jwT)

这里就引入了衰减和相移。用波特图表示就是:

89305d75eb65af17e.png





而关于负反馈原理的书籍,一味强调运放有限带宽的影响,所带来的误差,而不太关信相位失真,是不是后者不重要,无所谓?



有人做过实验:对于上面说的求和放大器,求和放大器系统的带宽,是所有待求和信号中最高频率的2000倍(这样不用考虑有限带宽的影响了吧?),误差最小值是1%,不管怎么提高系统带宽,都没有效果了。

下面以反向放大器为例,看看如何减小相位失真:



663375d75ed2222d27.png


对于上图理想放大器,电压增益等于-R2/R1,为了引入相位失真的概念,不但要给出一阶运放模型,还要给出运放输入/出寄生效应:




21835d75ee1769211.png



请注意:上图中的电阻符号,并不一定表示电阻,可以是任意阻抗!



关于上图的电压增益计算,我在模拟版块某个帖子里已经给出公式了,稍微等效一下,就可以直接套公式了:



339805d75f014b8b96.png








 楼主| xukun977 发表于 2019-9-9 14:30 | 显示全部楼层


经过一番计算可知,要想减小相位误差,要尽可能地使输入网络和反馈网络的时间常数,近似相等!!!
具体操作是在输入端或反馈网络上,并联个小电容。

计算过程还是很麻烦的,暂时先给出结论。
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