1、第 六 章 反 馈 环 路 的 稳 定第 一 节 概 述在 详 细 讨 论 反 馈 环 路 稳 定 性 问 题 之 前 ， 首 先 分 析 一 下 反 馈 环 路 为 什 么 会 振 荡 。图 ! “ # 中 是 一 个 典 型 的 正 激 变 换 器 负 反 馈 系 统 （ 环 路 ） 。 一 般 的 脉 宽 调 制 芯 片 ， 都 有误 差 放 大 器 和 $%管 的 门 极 ） 可 由 $% #97!#$# 时 ） 的 基 本 电 路 ， 是 图 !“ 7（ !85 的 电 路 是 过 阻 尼 电 路 。 从 图 ( )（ *） 可 以 看 出 ， 过 阻 尼 的 :+ 滤 波 器 也
2、渐 近地 趋 近 ( % 增 益 斜 率 。 但 若 是 一 个 严 重 过 阻 尼 （ !%“ 58!） 的 滤 波 器 ， 则 幅 频 曲 线 在 转 折 频率 #$的 %5 倍 处 ， 才 接 近 ( % 增 益 斜 率 。图 ( )（ 。 但 是 欠 阻 尼 滤 波 器 （ 的 三 角 波 $?且 脉 宽 可 调 的 脉 冲 （ 驱 动 推 挽 、 半 桥 或 全 桥 电 路 ） ， 脉 冲 在 每 个 三 角 波 周 期 内 出 现 一次 ， 最 大 导 通 时 间 为 半 个 周 期 。 在 345 之 后 ， 脉 冲 是 分 两 路 输 出 的 ， 交 替 地 发 送 到 两 个
3、分 离 的 输 出 端 。 在 正 激 变 换 器 中 ， 只 使 用 其 中 的 一 路 输 出 。图 . ! “（ 0） 中 ， 当 $9位 于 三 角 波 底 部 时 ， 脉 冲 导 通 时 间 或 脉 宽 为 。 因 此 ， 平 均 电 压$% 三 角 波 的 顶 部 时 ， 有 。 因 此 在 图 . ! “ 中 ， 当 采 样 E/; 的 输 出 电 压 时 ， “ “#， $%和 $)之 间 的 增 益 %是 ! .F:。五 、 G* 输 出 滤 波 器 加 调 制 器 和 采 样 网 络 的 总 增 益综 上 所 述 ， 输 出 G* 滤 波 器 增 益 %H加 上 调 制 器
4、 增 益 %8， 再 加 上 采 样 网 络 增 益 %， 所得 的 增 益 %到 !) “I#!()#! )的 低 频 范 围 内 ， 增 益%图 !“ ! 增 益 !#$（ % （ ?） 带 反 馈 电 阻 3% 和 输 入 电阻 3# 的 误 差 放 大 器 ， 其 增 益 在 开 环 误差 放 大 器 的 带 宽 内 ， 都 与 频 率 无 关 ， 且为 恒 定 值 “%$“#。 （ ） 使 用 复 杂 的 反 馈和 输 入 支 路 改 进 增 益 和 相 频 曲 线 。 第二 种 结 构 的 误 差 放 大 器 ， 具 有 如 图 * + *所 示 的 增 益 特 性!“第 二 篇
5、磁 路 与 电 路 设 计#!A)%在 !“处 ， 误 差 放 大 器 的 增 益 等 于 “#的 倒 数 ， 同 时 斜 率 为 $（ 图 % 处 ， 转 折 为 “ # 斜 率 的 直 线 。“第 六 章 反 馈 环 路 的 稳 定?$#$既 然 可 以 通 过 零 、 极 点 频 率 绘 制 ! 型 误 差 放 大 器 传 递 函 数 的 增 益 曲 线 ， 也 同 样 可 以 通过 定 位 零 、 极 点 的 位 置 （ 选 择 “#、 “!、 $#、 $!） ， 来 获 得 所 需 的 相 位 裕 量 。 这 将 在 下 面 说 明 。第 七 节 根 据!型 误 差 放 大 器 的
6、零 、极 点 位 置 计 算 它 的 相 位 延 迟可 以 采 用 %（ (） 所 示 。 在 低 频 段 ， $# 的 阻 抗 远 大 于 $!， 因 此 反 馈 支路 仅 仅 是 $# 和 $! 相 并 联 。因 此 ， ! 型 误 差 放 大 器 的 固 有 低 频 相 位 滞 后 是 #789， 加 上 由 初 始 极 点 引 起 的 相 位 滞 后:89， 总 的 相 位 滞 后 （ 包 括 由 零 点 引 起 的 相 位 超 前 和 由 极 点 引 起 的 相 位 滞 后 ） 是!（ 4-4(* *(6）+ !;89 2 4(2 #! ( #*+!#%） 从 “ + 转 折 为 “
7、 #。 前 面 提过 在 “处 ， %的 阻 抗 等 于 #。 频 率 高 于 “时 ， %的 阻 抗 变 得 比 #小 ， 电 路 变 为 87电 路 ， 而 不 是 89电 路 。 而 且 ， 对 于 89电 路 ， 最 大 能 引 起 #21/的 相 位 滞 后 ， 87电 路 只 能 引 起41/的 相 位 滞 后 。因 此 ， 567零 点 起 了 相 位 超 前 的 作 用 。 由 “%处 的 567零 点 引 起 的 ， 在 频 率 “ 处 的 相位 滞 后 是!?$( #21/ “ AB“ #“%而 我 们 感 兴 趣 的 是 ， 由 “%的 零 点 引 起 的 ， 在 剪 切
8、 频 率 “$%处 的 相 位 滞 后!?$( #21/ “ AB“ #“$%“%（ ! “ 2）对 应 不 同 的 “$%*“%值 ， 经 过 89滤 波 器 （ 具 有 567零 点 ） 引 起 的 相 位 滞 后 ， 列 于 表 !“+中 。“第 六 章 反 馈 环 路 的 稳 定.34#$表 ! “ # 由 !$%?最 小 输 出 纹 波 （ 峰 “ 峰 值 ） 1/“*中 ， M 点 到 点 的 曲 线 斜 率 必 须 为 (。$ 型 误 差 放 大 器 的 增 益 曲 线 在 水 平 部 分 （ M 点 到 点 ） 的 增 益 是 !$3!“， 如 果 !“ 取 为!“第 二 篇
9、磁 路 与 电 路 设 计#!4%$!“!， 那 么 !# 为 !“!。在 “$处 设 置 一 个 零 点 ， 增 加 低 频 增 益 ， 以 此 来 衰 减 !#“%$ 的 电 网 纹 波 。 在 !“-!#?/ABC曲 线 段 ， 即 曲 线 段 DE0F与 G?滤 波 器 和 + 型 误 差 放 大 器 要 一 起 使 用 。 因 为 ， 不 含!第 六 章 反 馈 环 路 的 稳 定+14“#!“#的 $%滤 波 器 本 身 具 有 较 高 的 相 位 滞 后 ， 而 )/ )6,!%,若 假 设 输 出 电 容 不 含 =?， 则 由 =?引 起 的 纹 波 应 该 为 3。 但 是
10、 仍 会 存 在 一 个 很 小 的容 性 的 纹 波 成 分 ， 这 通 常 是 非 常 小 的 ， 因 此 所 采 用 的 滤 波 电 容 器 的 容 值 可 以 远 小 于 在 % 型误 差 放 大 器 设 计 实 例 中 采 用 的 %(33“B。 但 是 为 了 谨 慎 起 见 ， 在 此 设 计 中 ， 仍 使 用 同 样 的%(33“B 电 容 ， 但 不 含 =?， 那 么!0# “$%!0#“ 0#第 六 章 反 馈 环 路 的 稳 定,($%! “#$!% * “ 斜 率 的 直“#第 二 篇 磁 路 与 电 路 设 计$“%)线 延 伸 到 !“#$ 的 % 点 。 在 这 点 ， 由 初 始 极 点 引 起 的 ， 相 位裕 量 。 为 了 获 得 图 式 （ 调 制 器 将 误 差 放 大 器 的 输 出 %?(和 一 个 # !A 的 三 角 波 进行 比 较 ， 产 生 矩 形 脉 冲 。 脉 冲 脉 宽 （ $4:， 如 图 “ ! 5!第 六 章 反 馈 环 路 的 稳 定!%“#
