text: 電子工程中的頻率補償，並且控制放大器在階躍響應下的過沖和振鈴。頻率補償也常用來改善單極點系統的頻寬。說明.大部份的放大器電路都會用負反饋，在增益和其他理想特性之間，理想特性有扭曲量較小、抗雜訊能力變強，或是系統特性不容易隨溫度而變化。理想上，放大器頻率響應中，其相位特性會是線性的，不過因為裝置的限制，這在物理上是無法達到的。因為放大器增益段的電容，每增加一個極點會使輸出訊號落後輸入90°。若相位落後累積到360°，輸出訊號會和輸入訊號同相位，若增益夠大的話，輸出訊號的反饋到輸入訊號，會讓放大器振盪。此時的反饋就屬於正反饋，不是負反饋了。頻率補償的目的就是要避免這類的問題。頻率補償的另一個目的是要控制放大器電路的階躍響應，如圖一所示。以電壓放大器為例，若輸入是階躍訊號，理想上輸出訊號也會是階躍訊號。不過因為放大器的頻率響應，其輸出不會是理想的階躍訊號，會出現振鈴。一般常會用幾個效能指標來描述階躍響應。一個是輸出的上昇時間，理想上越短越好。另一個是安定時間，是輸出維持在最終值附近的時間，也是越短越好。輸出訊號可能會有過沖，理想上過沖越小越好。這些效能指標常常是互相衝突的，因此需要最佳化方式。頻率補償可以最佳化階躍響應，是一種可以極點分離的方法。應用在運算放大器上.由於運算放大器無所不在，也可以配合反饋使用，以下的討論會以運算放大器的頻率補償為主。需要知道的是，就算是最簡單的運算放大器，其輸出都至少有二個極點。因此在特定的臨界頻率時，其放大器輸出訊號的相位和輸入訊號的相位會差-180度。若此時的增益是1，甚至大於1，就會出現振盪。原因是更準確的說法是：運算放大器會共振在開迴路增益等於閉迴路增益的頻率，若在此頻率下# 放大器的開迴路增益≥ 1# 開迴路訊號相位和回授電路的相位響應相差−180°若以數學來表示" ΦOL – ΦCLnet = −180° "實務.頻率補償是調整放大器開迴路輸出，或回授電路的增益和相位特性，以避免會造成振盪的條件。這多半是靠加入內部或外部的電阻—電容網路來實現。主極點補償.最常用的方式稱為主極點補償的相位差不能低於−180°，以確保其穩定性。主極點補償可以用加上積分電容器的通用運算放大器實現。電容器會產生一個極點，極點的頻率夠低，讓下一個較高極點頻率的增益可以降到1。其結果是相位裕度大約45°，依此極點和較高頻極點頻率的距離而定。 此裕度要大到可以避免常見回授組態中常見的振盪。此外，主極點補償也可以控制在階躍響應下的過沖和振鈴，這比單純針對穩定性要求更嚴格的要求。補償方式描述如下：令A是運算放大器在開迴路組態下未補償的傳遞函式，其公式如下：formula_1其中AOL是運算放大器的開迴路增益formula_2是增益掉到 -20dB、-40dB和-60dB的頻率。因此，為了補償，會加入有RC電路的運算放大器，以加入主極點其補償後的傳遞函式如下：其中fd &lt; f1 &lt; f2 &lt; f3補償電容器C的值需要使fd &lt; f1。因此，主極點補償後的頻率響應會在小於fd部份為1，在大於fd部份會往降低。主極點補償的優點為：主極點補償的缺點為：主極點補償可能會產生一種稱為極點分離的現象。加入主極點後，會讓未補償時的最低頻率極點會移到更低的頻率，成為了主極點，未補償時的較高頻率極點會移到更高的頻率。為了避免這種缺點，會會使用極零點補償。其他方式.其他補償方式有：超前補償、超前-滯後補償器以及前饋補償。超前補償 主極點補償是在開迴路響應中加入或調整極點，而超前補償是加入零點。在開迴路響應中可以和已有的極點相消。超前-滯後補償器 在開迴路響應中加入一個零點和一個極點。極點一般會在開迴路增益小於1的頻率。前饋補償會用電容來在高頻時旁路放大器的一極，消除此極產生的極點。這三種方式的目的是增加開迴路頻寬，並維持閉迴路的穩定性。常用來補償高增益、寬頻寬的放大器。
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