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OPA192: 超过90度的相位裕量是否稳定?

Part Number: OPA192


设计一个电路用到运放带参考电压, 按OPA192手册9.23中电路仿真大电容负载的缓冲器, 得到结果和手册的89度相位裕量一致. 不过有疑惑的地方请教:

1. 图3中频率中间相位低至10.9度(408Hz位置), 这不会造成稳定性问题吗? 为什么?

2. 如果环路增益降到0DB以前, 相位超过90度, 例如达到160度会不会造成稳定问题? (以前仿真过jfet和运放的一个复合放大器, 就出现过环路增益在大于0DB前相位达到160度的情况),  比如在图3低频段相位也到了130度. 如果按传函那么是不是只要AolB不为-1就可以了? 那么超过90的相位裕量除了过阻尼以外, 甚至达到180度的话会怎样?  电路性能会是一种什么表现?  会不会达到180后形成正反馈?

3. 相位裕量的值范围是0到180吗?

谢谢

  • 您好,

    已经收到了您的案例,调查需要些时间,感谢您的耐心等待

  • 您好

    1. 图3中频率中间相位低至10.9度(408Hz位置), 这不会造成稳定性问题吗? 为什么?

    我能够单击图像并以408Hz 的频率缩小。 我假设您参考408Hz 时的骤降。 在单位增益带宽之前的相位下降(0dB (UGBW)无关紧要、即使在接近0dB 或略低于0dB 也是如此。 环路稳定性由开环交流分析中 UGBW 处的相位裕度决定。

    408Hz 时、运算放大器仍然具有使信号上升的增益、并且稳定性不是由开环稳定性分析中的中间相位裕度决定的。

    . 如果环路增益降到0DB以前, 相位超过90度, 例如达到160度会不会造成稳定问题?

    是的、相位裕度只能介于45º μ F 到90°之间。 如果90°超出 UGBW 处相位裕度、则意味着运算放大器或运算放大器补偿不稳定。

    3. 相位裕量的值范围是0到180吗?

    为了实现环路稳定性、您只能使用90°相位裕度。 在同相运算放大器中、负反馈去除180度、您只剩下180度与输入信号。 运算放大器主导的极点或滚降离开了另一个90度、您得到了90度。 如果在 UGBW 附近或之前放置额外的更高阶极点(第二个极点)、则剩余的相位裕度将更小。 通常、您需要至少大于45º μ V 的相位裕度才能保证运算放大器的稳定性。 请记住、在运算放大器设计中有许多高阶极点和零点。 影响相位裕度的值是接近 UGBW 的值(导致相移天气、它是极点或零点)。

    OPA2197 Loop Analysis 02202025.TSC

  • 非常感谢Daniel的详细解答! 我想我之前是进入了误区. 现在我明白到相位裕量并不像相位一样是描述周期性的参量, 它是描述闭环系统离不稳定事件边界的距离. 这个边界就如漩涡边沿一样, 并没有跨越的机会, 一旦接近达到漩涡的中心, 系统进入正反馈.
    再次感谢Daniel的帮助. 同时希望能帮助到有同样困惑的朋友. 谢谢