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降低運算放大器高失真率 Type-2補償器展妙用

文‧Christophe Basso 發布日期:2017/05/13

過往研究已論證運算放大器用於Type-2補償器的開迴路增益AOL的影響。本文重點將著眼於運算放大器的幅值和相位回應,推導出了存在低頻和高頻兩個極點。如果在低頻寬設計中可忽略這些極點的存在,但在高頻寬系統需要增益和相位增強,則必須考慮到所帶來的失真。本文將談談由於存在這些極點,如何確定Type-2補償器的傳遞函數,和它們最終如何導致濾波器的性能失真。

為了穩定運行,運算放大器設計人員實施所謂的極點補償,包括在低頻放置一個極點,使放置第二高頻極點前在頻率fc處的增益下降到1(0dB),通常在2fc.。

圖1所示為一個典型的µA741,可看到交越頻率1MHz,低頻極點5Hz左右,而第二極點出現在2MHz。注意,這是個典型的響應,開迴路增益AOL106dB。開迴路增益不是精確控制的數,會顯著變化。數據表規定在整個溫度範圍(-55至125°C)增益從15K(83.5分貝)移至200K(106分貝),那麼當分立時,曲線會轉變。一個簡單的拉普拉斯運算式可描述這兩極點開迴路回應,如公式(1)所示:

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