Bode圖中極點和零點的特征及其性質分析

        從放大器失調電壓,偏置電流,共模抑制比,電源抑制比到開環增益,介紹了在直流或低頻范圍內影響放大器信號調理的參數。

        在此期間,基本理論沒有單獨介紹。

        默認情況下,工程師已經掌握了諸如同相和反相之類的基本放大器電路,諸如“虛擬短路和虛擬中斷”之類的放大器的基本特性,以及諸如基爾霍夫和諾頓之類的電路分析的基礎。

        但是在介紹增益帶寬乘積,相位裕度和增益裕度,輸入阻抗特性,輸出阻抗特性,電容負載驅動能力和其他參數之前,請反復考慮并決定增加本文的內容,并回顧和分析這些參數的方式-搬運工圖。

        以及伯德圖中零極點的性質。

        隨后對相關參數的分析將直接使用本文的零和極端特性。

        在交流信號處理電路中,信號的頻率范圍相對較寬,從赫茲電平到千赫茲,甚至是兆赫茲電平,并且信號增益覆蓋數十倍至數千倍或一萬倍。

        這時,經常使用Bode圖來縮短坐標并擴大視場,以方便數據分析。

        伯德圖由兩部分組成:幅頻伯德圖和相頻伯德圖。

        振幅-頻率博德圖顯示了電壓增益隨頻率的變化。

        Y軸是電壓增益(20lgG)的對數形式,X軸是頻率lgf的頻率或對數形式。

        相頻波德圖是相位(θ)隨頻率的變化。

        Y軸是相位,X軸是頻率。

        以直流增益為100dB的單極點系統為例,振幅-頻率Bode圖如圖2.89(a)所示,X軸為以Hz為單位的頻率,Y軸為以Hz為單位的增益。

        D b。

        當信號頻率小于100Hz時,電路增益恒定為100dB。

        當信號頻率高于100Hz時,電路增益隨信號頻率的增加而降低,速度為-20dB / decade或-6dB /倍。

        電壓增益變為100 Hz的點稱為極點。

        極點的增益下降3dB。

        圖2.89 100dB增益單極系統的Bode圖,如圖2.89(b)所示,相位頻率Bode圖:X軸為以Hz為單位的頻率,Y軸為以度為單位的相位。

        初始相位為0°,極點fp的相位為-45°。

        在0.1 fp至10 fp的范圍內,相位從-5.7°變為-84.3°,變化速度為-45°/十倍。

        頻率高于10KHz的相位為-90°。

        在實際電路中,單極電路由一階RC電路組成。

        如圖2.90所示,電阻R1為100Ω,電容C1為1μf,傳遞函數為公式2-57。

        在公式中:將R1和C1參數帶入公式2-60,并計算fp為1.59KHz。

        圖2.90 RC單極電路使用LTspice對RC電路進行交流分析,結果如圖2.91所示。

        當信號頻率小于100Hz時,電容器C1等效于開路,電路增益為0dB。

        當極點頻率為1.596KHz時,增益電路為-3.025dB,其對應相位為-45°。

        當頻率大于1.596KHz時,電容器的阻抗與頻率成反比,每十倍頻程增益衰減20dB。

        相位在159.63Hz時為-5.86°,在15.96KHz時為-84.55°。

        圖2.91單極RC電路交流分析結果的波德圖單零系統的幅頻波德圖,如圖2.92(a)所示。

        X軸是頻率,單位為Hz,Y軸是增益,單位為dB。

        當頻率小于100Hz時,增益為0dB。

        當頻率高于100Hz時,增益將隨著頻率的增加而增加,并且速度為+ 20dB /十倍頻程或+ 6dB /八度音程。

        增益在100 Hz時的轉折點稱為零點。

        與直流增益相比,零頻率下的實際增益增加了3dB。

        圖2.92單零系統伯德圖例如,圖2.92(b)是相位頻率伯德圖,X軸是以Hz為單位的頻率,而Y軸是以度為單位的相位。

        初始相位為0°,fz頻率為零時的相位為+ 45°。

        在0.1倍fz到10倍fz的范圍內,相位以+ 45°/十倍頻從+ 5.7°變為+ 84.3°。

        頻率高于10KHz的相位為+ 90°。

        應該注意的是,實際電路中沒有單零電路。

        如圖2.93所示,它是一個有一個極點和一個零點的電路。

        傳遞函數為公式2-61。

        其中,電路的直流增益為公式2-62,極點頻率為公式2-63,t

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