单反馈运放威廉希尔官方网站 如何开环频域仿真?得到闭合速率与相位裕度

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之前学习了Bode图与稳定性判据理论。接下来解释如何用开环SPICE仿真,来得到放大威廉希尔官方网站 的闭合速率与相位裕量。

为了获得闭合速率与相位裕量,我们需要Aol,1/β以及Aolβ曲线。但是这些曲线无法从一个标准的闭合回路架构中得到。为了获得这几组曲线,威廉希尔官方网站 的反馈回路需要断开,然后用一个小信号在断开处进行激励。然后在运放的反相端得到Vfb,在输出端得到Vo,通过这两项我们可以推导得出我们所需要的曲线。

SPICE

然而单纯的断开反馈回路,是无法得到正确的仿真结果的。没有合适的直流偏置,输出会直接饱和到任意一个电源轨,导致不正确的输出,如图所示运放输出接近正相电源,得到错误的Aol与Aolβ曲线。

SPICE

为了在SPICE中得到正确的开环曲线,威廉希尔官方网站 必须要对直流建立反馈,但对交流是开路的。在左上角的图中,通过L1开关对直流闭合,C1开关对直流断开。直流的闭合使得输出正确的偏置,通常是在供电的中心点。

左下角的威廉希尔官方网站 是通过L1对交流信号开路,C1对交流信号短路,环路对交流信号是断开的。因而交流AC仿真可以得到开环曲线,幸好通过SPICE的理想模型,这种方法可以同时满足直流和交流的要求。

L1是1T的电感,C1是1T的电容,对于直流信号L1为短路,而C1为开路,提供合适的直流偏置;对于交流信号L1为开路,而C1为短路,从而提供了合适的交流通路。

SPICE

因而此处我们推荐使用标准的开环SPICE威廉希尔官方网站 设置,反馈环路在运放的输出与反馈网络之间断开。交流信号从反馈网络中注入,在运放的输出端接测量得到Vo,在反馈点测量得到Vfb。由于断开了回路,可以得到所需要的曲线Aol_loaded=Vo/Vfb,1/β=1/Vfb,Aolβ=Vo。

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很多威廉希尔官方网站 可以运用开环SPICE威廉希尔官方网站 仿真。在实际威廉希尔官方网站 中不知在何处断开环路而感到困惑时,可以用这些例子作为参考。注意为了得到正确的稳定性分析结论,运放输出端所接的负载必须直接体现在威廉希尔官方网站 中,而不应该放置在电感的另外一端,否则就体现出不同的负载效应。

SPICE

  审核编辑:汤梓红

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