一个电流源的相位补偿的仿真和计算

发布时间 2023-09-29 22:31:56作者: 颜秋哥

        偶然看到一个电流源电路。尝试计算一下,然后仿真一下。仿真电路如下图所示:

 

         查看了一下LT1007的规格书,25℃时,GBW=8MHz,相位裕量φm约60°,那么单位增益带宽估算为:fu=GBW*sin(φm)=6.9MHz。增益的频率响应曲线上,因为刻度比较粗糙,较难估算单位增益带宽,因此使用相位裕量估算则比较靠谱。60°的相位裕量接近没有过冲了。单纯看一侧输入,输入阻抗等效为4k//4k=2k,反馈电容为100p,则对应频率为1/(2*3.14*2k*100p)=0.8MHz。大概就是下图中蓝色线的样子了,切掉了第二个极点,相位裕量接近90°。后续第一级反相放大为2*1/(8.87//62)=0.26倍,缓冲,然后再反相放大增益为2*(Rcs+RLoad)/13=3倍,0.26*3=0.78倍,增益曲线向下跑,相位裕量加大,此时是没有过冲的。如果增大RLoad,或者Rcs,使第二级的反相增益大于1/0.26=4倍时,增益曲线向上跑,相位裕量减小,就可能会出现过冲了,甚至振荡。

 

 

       负载电阻为10欧时,仿真结果如下:

         按照计算,将负载电阻增大,比如增大到20Ω,这时增加的增益为0.26*4.6=1.2,增益曲线向上跑,相位裕量减小,仿真会看到比较明显的过冲。如下图所示。如果加大反馈电容(C1和C3),比如都加大到270pF,就又可以消除过冲了。代价就是带宽降低,上升沿进一步变慢。相位补偿还是很很有意思的。