频率补偿是
电子工程中应用在
放大器电路中的技术,特别是在有负回馈的放大器电路中。它的主要目的是避免无意中产生正回馈,导致电子振荡,并控制
放大器在
阶跃响应下的
过冲和振铃。频率补偿通过对不同频率成分给出不同的放大
倍数、展宽通频带的过程,减小时钟和相位差,使输入输出频率同步,以防频率变化
衰减或丢失。此外,频率补偿也用于改善单极点系统的
带宽。
负反馈补偿通过降低放大器增益来改善电路的稳定性,展宽电路的通频带。发射极电容补偿用于提升高频信号增益。电感并联补偿主要考虑
三极管分布电容的影响。频率补偿还可以控制
放大器电路的
阶跃响应,减少振铃和
过冲,优化放大器的性能。
运算放大器是频率补偿的常见应用对象,因为它们无所不在且可以配合反馈使用。运算放大器至少有两个极点,可能导致在特定临界频率时输出信号的
相位和输入信号的相位差-180度。若此时增益大于1,会出现振荡。频率补偿通过调整放大器开回路输出或回授电路的增益和相位特性,避免振荡的条件。
频率补偿通常是通过加入内部或外部的
电阻—
电容网络来实现,调整
放大器的开回路输出或回授电路的增益和相位特性。主极点补偿是一种常用的外部补偿技术,用于降低放大器增益,确保稳定性。此外,主极点补偿也可以控制
阶跃响应下的
过冲和振铃。
主极点补偿是一种落后补偿方法,通过在开回路响应中加入一个
低频极点来降低放大器的增益,使其在下一个较高极点频率时低于1(0分贝)。这种补偿可以通过加上积分
电容器的通用
运算放大器实现,提供足够的
相位裕度来避免振荡。主极点补偿的优点是简单有效,可以提升噪声免疫能力,但缺点是降低
放大器的
带宽和电压转换
速率。
超前补偿通过加入
零点来增加开回路带宽并维持闭回路的稳定性。超前-滞后补偿器在开回路响应中加入一个零点和一个极点,而
前馈补偿则使用
电容在高频时旁路放大器的一极,消除此极产生的极点。这些方法旨在增加开回路带宽,同时保持闭回路稳定性,常用于补偿高增益、宽带宽的放大器。