MOSFET

4.5.3相位补偿

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运放电路的稳定性（三）相位补偿 A.5 节相互补偿这个词我们并不陌生在示波器探头上，就有一个专门的相位补偿旋钮但是真正明白为什么要相位补偿以及补偿原理的却不是很多如图所示呢是未经相位补偿的示波器输入级电路是未经相位补偿的示波器输入级电路 R1、R2 构成1/10分压电路 CIN 呢为示波器的输入等效电容为了便于观察呢，我们输入信号选用了 1v ，1KHz/2VPP 的方波也就是通常示波器的自检信号也就是通常示波器的自检信号显然呢 R1 电阻和电容会构成一个低通滤波器那么瞬时现象也仿真也表明 1/10分压的效果不仅把幅值减小了10倍而且呢变成圆头圆脑的了边沿变成缓慢上升低通效应那么如图所示呢是经过相位补偿的示波器输入级 Cc 为补偿电容实际上呢是一个可调电容那么两个电阻两个电容共同构成阻容分压电路根据阻抗原理这时候阻抗比呢是电容和电阻并联阻抗比上这个电阻电容并联阻抗我们列出一长串式子那么当满足以下关系的时候，也就是说电阻比等于电容比反比的时候呢分压比可以简单地变成就等于电阻比也就是说这个时候呢是完全补偿我们经过计算呢 Cc 应该用 6pF 那么仿真表明这个时候呢，输出输入输出没有延迟实现了完全的相位补偿如果继续增大可调电容这会发生过补偿的情况，如图所示我们把 Cc 增大那么可以看到它不是圆头圆脑而变成尖头尖脑了这个叫过补偿除了通过阻抗计算来定量分析补偿原理我们还可以通过滤波器的原理来分析那么 Cc 和 R2 对于信号来说是构成一个高通滤波器它补偿由 R1 和 CIN 构成的低通滤波器的延迟一个高通加一个低通补偿回去那么呢这个可调电容实际上就是位于示波器探头位置的电容如图所示为实际示波器探头补偿的三种情况通道一这是欠补偿的通道二呢是完全补偿而通道三呢是过补偿运放电路中呢也可以使用相位补偿如图所示呢同相比例放大电路 CNN 呢 C1 为反相输入端的寄生电容它会引起过冲振铃我们引入 C2 补偿电容按照完全补偿计算呢，它应该是 500pF 没有补偿时候输出电压产生了振铃那么有补偿时候呢振铃消失电容补偿同样适用于实际运放的内部延迟情况那么如图所示的 OPA846 它的同相四倍放大电路在未补偿的时候我们前面仿真过是会发生振荡的那我们给呢它增加一个 1pF 的补偿电容无补偿振荡 1 pF 的补偿振荡消失补偿电容的大小需要精心设计需要去试，如果太大了呢就会发生过补偿也会振比如我们增大到 10pF 的时候振荡本课小节示波器探头的相位补偿原理示波器探头需要分压降压但是呢它接入探头接入示波器以后一定会引入一个等效输入电容电阻和电容构成低通因此呢会出现这样的圆头圆脑的波形就是输入方波和输出却是圆的，就降低带宽了那么示波器探头相位补偿原理呢就是增加一个电容补偿电容 Cc 当满足电阻比等于电容比反比的时候呢我们可以得到一个完全补偿公式根据计算 6pF 可以完全补偿实际示波器探头欠补偿、完全补偿、过补偿的波形 1、2、3分别为欠补偿、完全补偿和过补偿都是我们在实际使用示波器探头的时候会发生的情况运放外部延迟的相位补偿那么当运放外部有延迟的时候我们根据计算 500pF 刚好可以把它补偿没有补偿电容时候发生振铃有补偿以后振铃消失运放内部的相位补偿也是一样的增加一个 C1 1pF 那么呢没有补偿电容会振，有补偿电容就不振好，这节课就到这里