零极点补偿问题讨论与请教

只看该作者 · 2012-5-22 14:11

本帖最后由 magic_yuan 于 2012-5-22 15:30 编辑

各位大侠，
  在《基于OP和模拟集成电路的电路设计》中读到有关欠补偿和过补偿问题，一直不理解什么是过补偿，昨晚结合这段时间和同事的讨论想了一下，得出如下观点，请大侠们指正，十分感谢！
  见如图附件中：铅笔绘实线为OP的开环增益曲线，其他几条为再OP开环曲线基础上由于反馈曲线的引入形成的T(环路增益曲线），由环路增益曲线来判断系统稳定性。
  系统中： 1--低频主极点 2,7---高频极点其他为反馈环路引入的零点和极点。
系统基于图中的OP连接方式。R2，C2形成零点，R1//R2，C2形成极点
不同的C2对系统的补偿位置不一样：形成三条曲线。
1，虚线：过补偿曲线。由于C2太大，导致系统补偿的零点太过靠前，从而使7点（高频极点）后的环路增益斜率得不到补偿，其斜率依然大于-40DB/DEC(假设OP结成单位增益不稳定），从而相位恶化。此种零极点5,6对1,7之间的相位曲线进行了补偿，但无益于系统稳定性。
2，蓝线：欠补偿曲线。由于补偿电容C2过小，导致补偿点太过于靠后，即9点（补偿零点)，没有及时将2点（高频极点）后的曲线斜率及时挽回，导致环路增益曲线没有到达0DB即出现了-40DB/DEC的斜率，从而相位恶化。
3，红线：合适补偿。补偿零点3及时挽回了高频极点2后的斜率下降，且极点4出的斜率为-30DB，相位足够好，且补偿极点4离0DB足够近，或者已经处于0DB以外，从而系统和0DB横轴交线处斜率没有达到-40DB/DEC，从而保证有足够的相位余量，即系统稳定。
十分感谢！

只看该作者 · 2012-5-22 14:13

本帖最后由 magic_yuan 于 2012-5-22 14:24 编辑

自己顶下

2万 · 2012-5-22 14:28

所谓“零极点补偿”针对的是环路增益—— A F，其中 A 是运放开环增益，F 是反馈系数。运放的高频极点相当于其开环增益 A 存在有一个分母因子 (1 + s / sp)。若能针对此在反馈回路中配置一个相应的零点，即分子因子(1 + s / sz) 且 sz = sp，则显然 A F 中将消除相应的零极点。这就是所谓的零极点补偿。在图中，表现为将弯曲的“折线”弯回来——回归直线。

只看该作者 · 2012-5-22 14:59

3# HWM
多谢解答！
如图中OP的连接形式：R1，R2，C2形成反馈（反馈曲线和OP开环增益一起形成环路增益曲线），则此反馈引入一个零点的同时也引入了一个极点，由R1，R2比例可知新产生的零点和极点的位置关系，如果R2=10*R1，则零点和极点恰好相距10倍频。零点使环路增益曲线相位变好，但后面的极点也会使相位变坏。表现在图上--即环路增益的斜率问题。
我的理解，请拍砖！

2万 · 2012-5-22 19:38

日，你写字真丑。:funk:

只看该作者 · 2012-5-22 23:54

5# xukun977
发表点看法了，一直在等你发表意见。

2万 · 2012-5-23 10:20

你这么喜欢思考？借机请教个实用的问题：零极点位置与瞬态响应之间有什么关系（阶跃激励）？
为降低难度，假设系统是线性的稳定的，jw轴上无极点，无RHP零点等。
怎样近似定量描述呢？自控书上那一套不要，根据拉是变换求的频域响应，再反变换成时域，这个做法太繁琐且乏味，不具有实际工程可用性，只有理论价值。

之所以问这个，是因为倘若直接考虑某2个BODE图，尽量两个图是一抹一样的，但其瞬态响应可能完全不同。如何定性定量解释呢？俺一直疑惑。

只看该作者 · 2012-5-23 10:54

大侠太抬举我啦，呵呵

本科毕业，学校里学习也不认真，混了张文凭。出来发现啥都不会于是努力学习实践。《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》，我的所有分析思路基本源于这本书，较详细地阅读了，但很明显还有很多很多不懂的地方。平时上班工作比较自由，很多时间在自己折腾，买了很多书自己看，自己想点东西出来做试验。公司做IC设计的，系统应用和设计方面基本没人可请教，因此常常乱整。21IC上大侠多啊，经常上来发帖骚扰你们。

你提的问题我看起来都有点困难（有几个名词看不懂），呵呵，更别说回答了。

现在分析此类问题的思路是：时域变频域，再零极点稳定性分析。

能否就你的问题发表的看法呢？学习了。。。

十分感谢！