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matlab 伯德图横坐标步长_电子综合伯德图（Bode Plot）及其在运放稳定分析中的应

时间：2024-01-09 04:49:38

1.5 Bode图例举

1.5.1 单极点

其实，一个RC低通滤波就是一个极点，前面已有图。

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-4-27 22:27 上传极点角频率就是1/(RC)，也就是容抗等于电阻的时候，或者极点频率fp=1/(2*π*R*C)

其中频率下标p=pole，极点的意思。

幅频曲线上，过了极点后有-1斜率，其实在极点频率上幅值已经下降为70%，即-3dB。

相频曲线，在极点频率上，相移已有45度。然后很快接近90度。

1.5.2 双极点

两个RC滤波器串联就形成双极点

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第一个极点在1/(2*3.14*170k*1uF)=1Hz处，对应相移-45度，就是滞后45度；第二个极点在1/(2*3.14*100k*1pF)=1.7M的位置，相移-90-45=-135度，随后相移会趋向于-180度。

幅频曲线斜率在两个极点之间为-1，过了第二极点后会变成-2，或-40dB/dec。

也就是说，每个极点会增加90度的相位滞后，并带来-20dB的增益变化率。

1.5.3 OP07的开环特性

为了能够仿真得到OP07的开环Bode图，首先要建立OP07的直流工作点，电源加24V、+输入加5V，负输入从输出反馈回来，就接成一个不需要任何其它元件的跟随器。

但这样对交流信号也闭环了，因此要串联一个大电感，在保持直流通路的情况下让交流开环，也就是不让输出信号VOA的任何部分反馈到输入VM。

另外，信号源也必须用一个大电容接到输入端，这样才能不改变OP07的直流工作点，但也保持全频带下的交流信号通路。

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结果么，见到了熟悉的幅频和相频图形：

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也就是说，OP07的开环模型就是两个极点而已。

但与两个RC组成的网络不同，OP07的增益是从大约120dB开始的，而不是0dB。另外，相位曲线是从180度开始的，因为负反馈放大器本身就具有180度的相移。其实，信号的输入点也可以是运放的正输入。但由于运放输入阻抗非常高，负载很轻，因此要保留LC滤波隔离交流。结果的曲线形状是一样的，就是相位相差了180度，换了输入端么，这也正好表明相位滞后是从0度开始，最后达到180度的：

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再对比一下OP07数据表中的特性曲线，画红圈的部分就是两个极点的位置，第二个极点过后曲线向下弯曲。

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事实上，几乎所有的运放都具有类似的曲线，第一个极点就是运放的低频主极点，第二个极点就是运放的高频主极点。

另外，运放的第二个极点也就是高频主极点大多都在0dB线以下，以后会看到，这种设计才可以保证单位增益的稳定性。

运放的速度为什么这么慢？为什么低频主极点这么小？这是因为运放的内部都有一个补偿电容而已，这个电容尽管牺牲了速度，但保证了运放在单位增益的场合下(即上面的跟随器接法)保持稳定。也有的运放这个电容取的比较小，要求运放的增益必须比较大才能稳定，例如OP37，需要增益>=5，即OP37要是接成跟随器就会自己振荡的，由此可以看出内部补偿电容的作用。由于运放的直流开环增益都比较大，补偿后增益下降到1的时候路程又不能很远(1MHz左右)，因此10^6增益的运放的低频主极点就只能是1Hz附近。

OP37这种运放叫非完全补偿运放(Decompensated)，具有速度快、增益带宽积高的特点，适合高增益前级。

1.5.4 单零点

零点具有与极点相反的特性，即开始增益为平，零点频率过后增益以+20dB/dec的速度增加；相位曲线开始是0度，达到零点频率时相移45度，随后继续超前直到接近90度。这种增益直线上升的特性，是不可能用无源器件模拟出来的，必须用有源器件了。由于反馈网络会将零点和极点互换，因此把RC滤波放在反馈网络里，就得到一个零点：

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当然，也可以从运放的负输入注入信号，结果一样，就是相位差了180度而已

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1.5.5 单零点+单极点

在以上电路上增加一个积分电容，就增加了一个极点：

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-4-30 10:27 上传这个电容类似运放内部的补偿电容，只不过加到外边，效果是类似的。前面有例子，内部补偿电容产生极点。

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1.5.6 单极点+单零点