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感觉没有必要讨论零点极点,但是新人好像都喜欢玩这个,那么作为新人我也来玩玩

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

只是娱乐娱乐,就不画图了

先不管有没有,但是假想有下面4种:左半零点、左半极点、右半零点、右半极点。
相位交点和增益交点:
零点:增益交点外移;
极点:增益交点内移;
左半零点、右半极点:相位超前;
右半零点、左半极点:相位滞后。
公式就是tan-1那个。显然零点+右半是相当的恶劣,增益交点外移+相位交点内移。

用物理的方法观察而不用传函判断零点是左边还是右边:

零点是放电,极点是充电

举例子:
共源级的Cgd,输入是Gin,输出Dout,低频传函是负的。Gin来个正的扰动,Cgd有保持两端电压不变的趋势,Gin的扰动直接传到了Dout,符号不变,Cgd对Dout放电,注意,放电!放电!是个零点!Dout出现正的扰动。对于这个正的Gin扰动,mos管希望在Gout输出一个负的扰动,Cgd却传了个正的扰动过来,后果是Dout要过一段时间才能降到希望值,所以相位滞后了,这个零点是右半的。
源级跟随的Cgs,输入是Gin,输出Sout,低频传函是正的。Gin来个正的扰动,Cgs有保持两端电压不变的趋势,Gin的扰动直接传到了sout,符号不变,Cgd对sout放电,注意,放电!放电!是个零点!Sout出现正的扰动。对于这个正的Gin扰动,mos管希望在Sout输出一个正的扰动,Cgs也传了个正的扰动过来,后果是Sout超前一段时间就能升到希望值,所以相位超前了,这个零点是左半的。
弥勒补偿旁边的电容旁边的电阻就是通过阻碍电容放电来补偿右半零点。

没图、乱写、不直观,新人们来一起玩一玩, 有兴趣的话,小子再来讨论讨论零点为什么是C*Gm,这个电流是怎么作用于C,与零点是什么关系,如果弥勒电容是从3级放大器的第一级直接接到第三级,那么零点是C乘以哪个
尽量直观,拒绝传销,不,是传函。

小编牛逼,清华的吧

文字很生动,要书都是这么写就逗了

我觉得挺好。
传输函数谁都会推,能不能理解就另说了。

咋看ip?

挺好的,赞小编

dingyige

到底怎么判断充电还是放电啊?表示看不懂。求解下,谢谢。

小编有意思。

小编对零点的解释很形象,那就再来个极点的形象解释吧

输出节点在电容正电流充电侧,则是极点?输出节点在另一侧(放电侧),则是零点?
是不是?

nicer

做个记号!

除了充放电理解有误,其他都OK。就算没有零点,任何电容都是可以被充放电的。
零点不决定系统的稳定性,因此不独立存在,从数学上讲,零点们相当于是给各个极点加不同的权重而已。把传输函数裂项便知。恰当的安置零点,可以有效的提高电路的settling time.
另外,学过信号与系统便知,零点在另一种情况下需要额外注意,那就是模块要安置于反馈通路上上时,该模块的零极点互换,原来的零点变成系统的极点,决定电路的稳定性。
虽然已经老了,不是学生了,但是就当抛砖引玉吧。

入门就这样的感悟不错。我觉得应该是信号异性相加产生零点更准确。

zan

小编理解的很有独特啊,必须顶……

很独到的见解,虽然没有完全理解,但是还要赞一个……

我只是idea borrowing,哈哈。很多发这方面paper的人就是把控制理论最superficial的一部分拿过来借题发挥,仗着咱们这些科班出生的微电子人没学过,以为读到了圣经。其实关键还是在于在实践中运用自己舒服的方式和方法解决问题。

论坛上最大的好处就是总有这么多让人耳目一新的观点……学习了……

利用充放电来理解是错误的,首先子虚乌有;其次是须已知该电容情况,才能量身定做,编出恰当的故事;末了,有的电容按照小编理论,既充电也放电,怎么办?

呵呵,那你怎么解释nulling resistor

嗯,大家讨论讨论,这个“理论”是我看书的时候想着玩的
物理上,似乎电容就只有充电放电的功能。
哪个电容是又充电又放电的? 假设的输入是个正的扰动,不是负的,所谓的充电放电电容是下面两种:in、out接不同极板和接同一极板

咦,怎么没有回复起,见楼上

你自己使用的很多词语可能不够专业和明确,大家会默认你的扰动指的是小信号,扰动会动来动去,就是有频率的,当然有正有负。电容当然可以又充电又放电,建议你使用上下极板的正负电荷移动来解释问题,更加明晰。Switch cap 就是这样分析的。
Have fun,
Justin

Vg升高,Cgd保持 G,D两端相对电压不突变,Vg会先升高,但是如何看出电容放电的呢

小编说的确实让人耳目一新


不过怎样判定这个电容是充电呢还是放点呢?

说极点,简单的例子是一个RC滤波。对直流C是开路,对无限高频C是短路,所以波特图的幅值在极点前是平的,极点后开始以-20dB/dec下降。俺对极点的感觉就是一个男人。男人通常开始热情高涨,但多半经不起时间的考验。无论是对爱情,还是日渐稀松的头发,男人_大抵都是如此。
这样零点当然就是女人。简单的例子是一个电容的ESR零点。在直流时,电容的阻值是无穷大,随着频率的增高,阻值不断下降,到极点以后,剩下ESR电阻的阻值就再也不减小了。男人是火,则女人是水,女人虽不见得轰轰烈烈,却多半比男人更有耐力。女人对爱情多半也是刻骨铭心的,看看安娜·卡列尼娜和他的情人就不难了解男人和女人的区别。
讲完男人女人,轮到两个男人。一个LC滤波组成了双极点。两个男人难免起冲突,这就像那高高的Q值。一个没有寄生电阻的LC有无穷高的Q值,会把那个谐振频率的信号放大很多,这是我们当年调一个小电容就能在收音机里收到不同电台的原因。两个男人冲突的很厉害对电源可不是什么好事。而冲突的程度是取决于寄生的电阻值,或者说是取决于劝架的强度(学名叫阻尼)。一个Q值很高的系统,相位很快就从0°到了-180°,非常容易不稳定,也难以补偿。所以一般效率高的系统(电阻成分小)不易稳定。
对不稳定的系统要做补偿。补偿通常是加一个零点,但同时多半会产生一个高频的极点。比如说在反馈端加一个电容,就会产生一个零点和极点对。俺对零点极点对的理解就是谈了一次恋爱。零点首先介入,正如女人在谈恋爱的开始多半较强势,对于大多数男人,那是他唯一有兴趣陪女人逛商店的时候。接下来真情的、非真情的或至少当时是真情的山盟海誓之后,男人和女人走到一起。男人的爱情极点多半是要发生的,如果发生在其生命极点之前那将是一场悲剧,反之则被称为不朽的爱情。
对于反馈系统来说,一个极点减小了幅值(有利于稳定),也减少了相位裕度(不利于稳定);一个零点则增大了幅值(不利于稳定),但增大了相位裕度(利于稳定);所以他们都是做了一件好事,一件坏事。唯有右半平面的零点,她既增大了幅值,又减少了相位裕度,也就是做了两件坏事。这样的女人只能用巫婆来形容。简单的例子是升压电路:主动管开通时,电感储存能量;二极管导通时,电感将储存的能量交给负载。负载得到的电流大约是IL(1-D)。对两个变量求导,低频时电感阻碍电流上升,高频时只有-ILd一项。前面已经知道,幅值从下降到不变的正好像电容的ESR一样是个零点,不同的是有个负号。当负载增加,D会变大以提供更多的电流。但由于输出电流瞬间和(1-D)成正比,D的增大瞬时反而造成输出电流的减少。正是这个负号将女人变成了巫婆。
大家知道,我们用的都是负反馈系统。输出多了,就在控制的地方减一点,变化就不会太大。但环路本身大多是有相位滞后的,如果对于某一频率的信号,环路本身相位滞后180°时增益大于1 ,那么加上负反馈的180°就是360°。负反馈变成正反馈了。而且每在回路转一圈幅值都变大,自然就不稳定了。所以系统稳定的条件是转一圈增益为1时( 0dB),相位滞后要小于180°(考虑裕度,一般要小于135°)。用《尘埃落定》里那个傻子也能理解的话说,就是要像个男人(相位滞后90°,相当一个极点)或一个半男人(相位滞后135°,相当一个半极点)一样死去(到达0dB)。
让我们来看个例子,对于电流型的buck,电感上的电流被限制住了,于是可怜的电感失去了发言权(严格地说是最前排的发言权)。主电路只剩下一个Rload和Cout组成的极点(男人2)和输出电容的ESR零点(女人1)。当然控制部分肯定有个很低频的极点(男人1)。也就是说我们有两个男人,有了不稳定的危险,关键看ESR的零点(女人1)在哪儿。电解电容的零点频率很低,所以很可能部分中和了一个男人,于是可能不需要任何补偿。而陶瓷电容的零点频率很高,所以我们很可能要通过加女人的办法进行补偿(一般是一个零点极点对,也就是谈一次恋爱才能稳定)。
对于电压型的buck,L和Cout组成了双极点(男人2和男人3),加上控制部分的极点(男人1)。我们面临的可能是三个男人。毫无疑问,为了要像一个男人一样死去,我们要加一个或两个零极点对。显然电压型的buck不易稳定。像躁动的少年,免不了多谈几次恋爱才能成熟。
最后讲讲开关电路的零点极点都是如何推导出来的。真要俺在这一步步推还不定卡在哪儿,还是讲讲历史比较有趣。话说开关电源出现时,一般的控制理论已很成熟,可都是对一个固定的电路。开关电源这厮不光呆在一个状态,有时甚至会有三个以上的状态。这些状态对应了不同的状态方程,究竟怎么描述整体电路哪?Middlebrook当时引入了用占空比加权平均的办法,成功解决了这一问题。其实很好理解。比如你每往东走一步,接着就往北走一步,描述你轨迹的就是50%*东+50%*北=东北方。如果每往东走三步,接着就往北走一步,描述你轨迹的就是75%*东+25%*北=东偏北方。将不同开关状态的状态方程加权相加,加入小信号干扰,整理后就会得出不同电路的零点极点。
俺这也就是瞎子摸象,若碰上大学问家,千万别跟俺一般见识。欢迎批评,指正就不必了,没人会把俺讲的“感觉"真当什么学问的。能把枯燥的学问变成有趣的人物,不亦乐乎?

mark

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