1、9类,类和类补偿网络Venable 校正网络Venable 提出三类补偿放大器:类,类和类放大器。分别如图 6.27,6.29和 6.30所示。类放大器就是图 6.27积分放大器。积分运算图 6.27 是一个反相运算积分器。根据反相放大器的基本关系利用拉普拉斯算子 s 得到sRCUUZs iiio )()(1)()(12 (6-42)由拉氏反变换得到dtRCtio)()(6-43)可见输出与输入成积分关系。如果输入为阶跃函数,则 tUtRdtUt iiio )(1)(输出成线性增长。如果用实际频率代替复变量 s,式(6-23)可以写成(6-44)Cjio可见,不管任何频率,输出与输入相移除了反
2、相运算固有 180相移外,还要滞后 90。并随着频率增加输出电压反比下降。按照式(6-44)似乎在直流(0)时,增益为无穷大。实际上运放增益是有限的,由开环增益决定。实际运放存在失调电流和失调电压,在积分时间常数较大时会产生较大的积分误差。积分电容的漏电流也造成积分误差。类放大器是比例积分放大器(图 6.29),通常称为 PI调节器。利用复变量 s可以得到121sCRsUGio经化简得到)()(21221sCsR(6-46a)一般 C2C1,由式(6-46a)得到类放大器的传递函数为(6-46b))(2211CsRsGCRUi -Uo+R(a)uI -uoUi Uit t(b)图 6.27 积
3、分电路和阶跃输入的输出波形C2R2 C1UI R1 Uo+R20logG (a)(dB)Gmfz fp0 fp f(b)图 6.29 Venable 类放大器和幅频响应10式(6-46b)分母第一项提供一个原点极点,第二项提供一个单极点;分母提供一个单零点。如果将复变量 s用实际频率表示,并令(6-46c)12210)(CRffzp式(6-45b)改写为(6-47))()(0ppzfjfjG我们可以画出类补偿放大器的波特图,如图 6.29b所示。图中 Gm 为中频放大倍数,由 R2/R1决定。C2,C 1保证开环直流增益,C 2保证正高频衰减。根据闭环要求确定零点和极点的位置,从而确定电路各元
4、件参数。一般用于具有 LC输出滤波器,而滤波电容有 ESR电路校正。型补偿放大器也称为 PID调节器。如图 6.30a所示。其传递函数为(6-48)(1)( )( 12321 3CsRssRG可以看到,此传递函数具有(a) 一个原极点,频率为(6-49))(210Cfp在此频率 R1的阻抗与电容(C 1+C2)的阻抗相等且与其并联。(b) 第一个零点,在频率(6-50)12fz在此频率,R 2的阻抗与电容 C1的阻抗相等。(c) 第二个零点,在频率(6-51)31312)(Rfz 在此频率,R 1+R3的阻抗与电容 C3的阻抗相等。(d) 第一个极点,在频率(6-52)2212)/(fp在此频率,R 2的阻抗与电容 C2和 C1串联的阻抗相等。(e) 第二个极点,在频率(6-53 )3Rfp在此频率 R3的阻抗与电容 C3阻抗相等。型补偿放大器一般补偿 LC滤波器的输出电容没有 ESR,要求补偿幅频特性如图 6.30b 所示。为此,补偿网络设计为一个原点极点,并在 f=fz1=fz2 两个零点由20dB/dec 转为 20dB/dec,在两个极点 fp1=fp2由20dB/dec 转为-20dB/dec。C2R2 C1R3 C3UI R1 Uo+R(a)20logG(dB)ffz1,z2 fp0 fp1p2(b)图 6.30 Venable 类放大器和幅频响应11