Bode图中极点和零点的特征及其性质分析

从放大器失调电压,偏置电流,共模抑制比,电源抑制比到开环增益,介绍了在直流或低频范围内影响放大器信号调理的参数。

在此期间,基本理论没有单独介绍。

默认情况下,工程师已经掌握了诸如同相和反相之类的基本放大器电路,诸如“虚拟短路和虚拟中断”之类的放大器的基本特性,以及诸如基尔霍夫和诺顿之类的电路分析的基础。

但是在介绍增益带宽乘积,相位裕度和增益裕度,输入阻抗特性,输出阻抗特性,电容负载驱动能力和其他参数之前,请反复考虑并决定增加本文的内容,并回顾和分析这些参数的方式-搬运工图。

以及伯德图中零极点的性质。

随后对相关参数的分析将直接使用本文的零和极端特性。

在交流信号处理电路中,信号的频率范围相对较宽,从赫兹电平到千赫兹,甚至是兆赫兹电平,并且信号增益覆盖数十倍至数千倍或一万倍。

这时,经常使用Bode图来缩短坐标并扩大视场,以方便数据分析。

伯德图由两部分组成:幅频伯德图和相频伯德图。

振幅-频率博德图显示了电压增益随频率的变化。

Y轴是电压增益(20lgG)的对数形式,X轴是频率lgf的频率或对数形式。

相频波德图是相位(θ)随频率的变化。

Y轴是相位,X轴是频率。

以直流增益为100dB的单极点系统为例,振幅-频率Bode图如图2.89(a)所示,X轴为以Hz为单位的频率,Y轴为以Hz为单位的增益。

D b。

当信号频率小于100Hz时,电路增益恒定为100dB。

当信号频率高于100Hz时,电路增益随信号频率的增加而降低,速度为-20dB / decade或-6dB /倍。

电压增益变为100 Hz的点称为极点。

极点的增益下降3dB。

图2.89 100dB增益单极系统的Bode图,如图2.89(b)所示,相位频率Bode图:X轴为以Hz为单位的频率,Y轴为以度为单位的相位。

初始相位为0°,极点fp的相位为-45°。

在0.1 fp至10 fp的范围内,相位从-5.7°变为-84.3°,变化速度为-45°/十倍。

频率高于10KHz的相位为-90°。

在实际电路中,单极电路由一阶RC电路组成。

如图2.90所示,电阻R1为100Ω,电容C1为1μf,传递函数为公式2-57。

在公式中:将R1和C1参数带入公式2-60,并计算fp为1.59KHz。

图2.90 RC单极电路使用LTspice对RC电路进行交流分析,结果如图2.91所示。

当信号频率小于100Hz时,电容器C1等效于开路,电路增益为0dB。

当极点频率为1.596KHz时,增益电路为-3.025dB,其对应相位为-45°。

当频率大于1.596KHz时,电容器的阻抗与频率成反比,每十倍频程增益衰减20dB。

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

图2.91单极RC电路交流分析结果的波德图单零系统的幅频波德图,如图2.92(a)所示。

X轴是频率,单位为Hz,Y轴是增益,单位为dB。

当频率小于100Hz时,增益为0dB。

当频率高于100Hz时,增益将随着频率的增加而增加,并且速度为+ 20dB /十倍频程或+ 6dB /八度音程。

增益在100 Hz时的转折点称为零点。

与直流增益相比,零频率下的实际增益增加了3dB。

图2.92单零系统伯德图例如,图2.92(b)是相位频率伯德图,X轴是以Hz为单位的频率,而Y轴是以度为单位的相位。

初始相位为0°,fz频率为零时的相位为+ 45°。

在0.1倍fz到10倍fz的范围内,相位以+ 45°/十倍频从+ 5.7°变为+ 84.3°。

频率高于10KHz的相位为+ 90°。

应该注意的是,实际电路中没有单零电路。

如图2.93所示,它是一个有一个极点和一个零点的电路。

传递函数为公式2-61。

其中,电路的直流增益为公式2-62,极点频率为公式2-63,t

产品知识/行业、品牌资讯