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電路中極點(diǎn)與零點(diǎn)的產(chǎn)生與影響(論壇整理)

 goandlove 2015-09-18

請(qǐng)問(wèn)電路中極點(diǎn)與零點(diǎn)的產(chǎn)生與影響
電路中經(jīng)常要對(duì)零極點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償,想問(wèn),零點(diǎn)是由于前饋產(chǎn)生的嗎?
它產(chǎn)生后會(huì)對(duì)電路造成什么樣的影響?是說(shuō)如果在該頻率下,信號(hào)通過(guò)
這兩條之路后可以互相抵消還是什么??
極點(diǎn)又是怎么產(chǎn)生的呢?是由于反饋嗎?那極點(diǎn)對(duì)電路的影響又是什么?
產(chǎn)生振蕩還是什么??
請(qǐng)大家指教一下。


1、(不能這么簡(jiǎn)單的理解
其實(shí)電路的每個(gè)node都有一個(gè)極點(diǎn)
只是大部分的極點(diǎn)相對(duì)與所關(guān)心的頻率范圍太大而忽略了
運(yùn)放中我們一般關(guān)心開(kāi)環(huán)的0dB帶寬那么>10*帶寬頻率的極點(diǎn)我們就不管了
因?yàn)樗鼈儗?duì)相位裕度貢獻(xiàn)太小而被忽略;
只要輸入和輸出之間有兩條通路就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)零點(diǎn):
同樣的 高于所關(guān)心頻率范圍的零點(diǎn)也不用管
一個(gè)在所關(guān)心頻率范圍內(nèi)的零點(diǎn)需要看是左半平面還是右半平面的
左半平面的零點(diǎn)有利于環(huán)路穩(wěn)定右半平面的則不利
具體的看拉扎維的書(shū)吧寫(xiě)的還是蠻詳細(xì)的看不懂就多看幾遍
自己做個(gè)電路仿下)

2、好問(wèn)題,希望徹底了解的人仔細(xì)解答。我也同樣疑惑。
但是我總覺(jué)得極點(diǎn),零點(diǎn)并不能單單的說(shuō)是由于前饋,反饋,或者串聯(lián)并聯(lián)一個(gè)電容產(chǎn)生的。產(chǎn)生的原因還是和具體的電路結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的。
比如一個(gè)H(s)的系統(tǒng)和一個(gè)電容并聯(lián)或串聯(lián)在輸入輸出之間,誰(shuí)能說(shuō)他一定產(chǎn)生一個(gè)極點(diǎn)或零點(diǎn)呢?這因該和H(s)的具體形式有關(guān)。


大書(shū)上說(shuō)的應(yīng)該大多針對(duì)的是運(yùn)放結(jié)構(gòu),它的結(jié)構(gòu)具有特殊性。具有以點(diǎn)蓋全的嫌疑。
還請(qǐng)達(dá)人細(xì)說(shuō)。

3、一般的說(shuō),零點(diǎn)用于增強(qiáng)增益(幅度及相位),極點(diǎn)用于減少增益(幅度及相位),電路中一般零點(diǎn)極點(diǎn)是電容倒數(shù)的函數(shù)(如1/C)。
當(dāng)C變大時(shí),比如對(duì)極點(diǎn)來(lái)說(shuō),會(huì)向原點(diǎn)方向變化,造成增益減少加快(幅度及相位)~
一般運(yùn)放電路的米勒效應(yīng)電容就時(shí)這個(gè)原理,當(dāng)增益迅速下降倒-3dB時(shí),其他的零點(diǎn)極點(diǎn)都還沒(méi)對(duì)系統(tǒng)增益起到啥作用(或作用很小,忽略了),電路就算七竅通了六竅半了~你就可以根據(jù)自己的需要補(bǔ)上帶寬,多少多大的裕度就KO
極點(diǎn)是由于結(jié)點(diǎn)和地之間有寄生電容造成的,零點(diǎn)是由于輸入和輸出之間有寄生電容造成的,一般輸入和輸出之間的零極點(diǎn)考慮多一點(diǎn),主要是因?yàn)檩斎胼敵鲇休^大的電阻,造成了極點(diǎn)偏向原點(diǎn).


4、個(gè)人的一點(diǎn)理解
極點(diǎn)決定的是系統(tǒng)的自然響應(yīng)頻率,通常在電路中就是對(duì)地電容所看進(jìn)去的R和對(duì)地電容C共同決定的。
零點(diǎn)是由于在輸入輸出間存在兩條信號(hào)路徑,兩個(gè)信號(hào)路徑強(qiáng)度相消即可,通常在電路中表現(xiàn)為反饋或前饋通路。

5、一個(gè)電路中有多少個(gè)極點(diǎn)和多少個(gè)零點(diǎn)取決你的器件模型,
因?yàn)橐话闳藗冎挥^點(diǎn)幾個(gè)低頻極點(diǎn)(最多到3吧),所以將高頻極點(diǎn)忽略了,
由于在CMOS里面一般柵端到地的電容較大,所以一般人們就去取這個(gè)極點(diǎn),也就是說(shuō)
輸入信號(hào)頻率使得節(jié)點(diǎn)到地的阻抗無(wú)窮大(也就是所謂的1/RCR為到的電阻,C為到地的電容(并聯(lián)產(chǎn)生極點(diǎn))
零點(diǎn)在CMOS中往往是由于信號(hào)通路上的電容產(chǎn)生的,即使的信號(hào)到地的阻抗為0,
在密勒補(bǔ)償中,不只是將主極點(diǎn)向里推,將次極點(diǎn)向外推(增大了電容),同時(shí)還產(chǎn)生了一個(gè)零點(diǎn)(與第三極點(diǎn)頻率接近),
只不過(guò)人們一般只關(guān)心前者。
看過(guò)三本經(jīng)典就能理解零極點(diǎn)嗎? I do not think so!
在就是前面提到信號(hào)與系統(tǒng)的樓主,信號(hào)與系統(tǒng)的理論大家都清楚,但是用到實(shí)際中沒(méi)那么簡(jiǎn)單吧'
多數(shù)人都只是拿著書(shū)上類(lèi)似的電路來(lái)找類(lèi)似的零極點(diǎn)罷了。

6、我覺(jué)得信號(hào)與系統(tǒng)講的是比較理論的東西,就是僅從傳輸函數(shù)的角度來(lái)分析,并沒(méi)有具體到電路。
而在電路設(shè)計(jì)的時(shí)候是具體的電路,如果可以通過(guò)小信號(hào)電路寫(xiě)出傳輸函數(shù),那么就完全可以分析零級(jí)點(diǎn)了,
但是通常要寫(xiě)出一個(gè)完整的小信號(hào)電路圖的傳輸函數(shù),很難吧。因此就會(huì)采用一些近似的辦法,比如極點(diǎn)與RC的關(guān)聯(lián)(在RAZAVI的書(shū)上有說(shuō))來(lái)分析。一般要是電容太小或是電阻太大了,極點(diǎn)就會(huì)很大,這種情況可以忽略,只考慮比較低的極點(diǎn)。
至于零點(diǎn)主要是因?yàn)檩斎牒洼敵鲋g出現(xiàn)了通路而引起的,在razavi書(shū)中文版的146-147頁(yè)的分析我覺(jué)得講的挺清楚的。

7、經(jīng)驗(yàn)上來(lái)講,放大器電路中高阻抗的節(jié)點(diǎn)都要注意,即使這點(diǎn)上電容很小,都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的極點(diǎn)。零點(diǎn)一般就不那么直觀了,通常如果兩路out of phase的信號(hào)相交就會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn),但這不能解釋所有的零點(diǎn)。
零點(diǎn)是由于在輸入輸出間存在兩條信號(hào)路徑,兩個(gè)信號(hào)路徑強(qiáng)度可以相消產(chǎn)生的
很深?yuàn)W的問(wèn)題啊
個(gè)人覺(jué)得零點(diǎn)、極點(diǎn)只是電路分析中抽象出來(lái)的輔助方法,可以通過(guò)零極點(diǎn)分析電路動(dòng)作特征,然而既然有抽象肯定有它的物理表現(xiàn),極點(diǎn)從波特圖上看兩個(gè)作用:延時(shí)和降低增益,在反饋系統(tǒng)中作用就是降低反饋信號(hào)幅度以及反饋回去的時(shí)間,所以如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)存在對(duì)地電容,必然會(huì)對(duì)電容充電,同時(shí)電容和前級(jí)輸出電阻還存在分壓,所以這個(gè)電容會(huì)產(chǎn)生極點(diǎn)!而要保持穩(wěn)定,則要看在激勵(lì)情況下反饋信號(hào)會(huì)不會(huì)持續(xù)增加?而這就需要分析信號(hào)在通過(guò)電路的過(guò)程中的衰減或增加和加快或者減慢,零極點(diǎn)這就表征了電路的這種特性,所以可能某個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生極點(diǎn),也可能整個(gè)系統(tǒng)不同信號(hào)通路相互作用產(chǎn)生零極點(diǎn)。


8、我個(gè)人的了解是
基本上有幾個(gè)node就有多少個(gè)pole
但是很多都是高頻pole,對(duì)電路影響不大
零點(diǎn)是由于有signal path可以對(duì)消而產(chǎn)生
這可以看RazaviAllen等大師的著作都有說(shuō)明
我認(rèn)為極點(diǎn)是主要表征電路的具有一定的延時(shí),而零點(diǎn)表示同時(shí)有兩條支路到輸出出現(xiàn)了抵消,也可以認(rèn)為該電路具有使信號(hào)超前的功能。

9、從物理上來(lái)說(shuō),我覺(jué)得產(chǎn)生零極點(diǎn)的電路一定要有儲(chǔ)能器件,一般來(lái)說(shuō)也就是電容與電感,一般來(lái)說(shuō)電容對(duì)信號(hào)有延遲作用而電感有超前作用(當(dāng)然要分清楚信號(hào)是電壓還是電流,但二者基本相反),出現(xiàn)極點(diǎn),可以認(rèn)為在信號(hào)通路上有了電容,出現(xiàn)零點(diǎn),可以認(rèn)為信號(hào)通路上有了電感。當(dāng)然集成電路內(nèi)尤其是低頻電路一般不會(huì)有電感,但電容在某些結(jié)構(gòu)中是可以等效或轉(zhuǎn)換為電感的。
其實(shí)一般零極點(diǎn)不會(huì)對(duì)應(yīng)到某些具體的節(jié)點(diǎn),在平時(shí)分析這種對(duì)應(yīng)關(guān)系具有一定前提條件,只是我們多數(shù)分析的電路都符合這個(gè)條件。最全面還是傳輸函數(shù)。
其實(shí)并不是每個(gè)節(jié)點(diǎn)就會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)極點(diǎn),而一般是儲(chǔ)能組件的個(gè)數(shù)與極點(diǎn)有對(duì)應(yīng)關(guān)系,但要排除簡(jiǎn)并回路、簡(jiǎn)并割集(記不得是否說(shuō)對(duì)這兩個(gè)名詞了)。
除了上面說(shuō)的基本書(shū),我強(qiáng)烈推薦好好看看電網(wǎng)絡(luò)方面的分析資料,好像叫高級(jí)電路分析的書(shū)里面應(yīng)該有。

10、關(guān)于右半平面極點(diǎn)振蕩,左半極點(diǎn)穩(wěn)定
這個(gè)倒真是應(yīng)該好好看看信號(hào)與系統(tǒng)了。
其實(shí)只要不是虛軸上的極點(diǎn),在通過(guò)凡拉普拉斯轉(zhuǎn)換后,一般是exp(-at),exp(at), a為復(fù)平面的點(diǎn)。左半平面的會(huì)收斂,即阻尼振蕩,或說(shuō)的減幅振蕩。但右邊的就是振蕩了

11、俺也談?wù)勎业目捶ǎ?/span>
/極點(diǎn)的產(chǎn)生與反饋與否似乎沒(méi)有直接聯(lián)系。一個(gè)電路的小信號(hào)模型中存在某一個(gè)節(jié)點(diǎn),這個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩條通路與其他節(jié)點(diǎn)連接,其中一條通路為電容,另一條為電阻。那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓為零就可能是此電路的解,電阻那條通路的電流情況就有兩種:1是流進(jìn),在這種情況下就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)極點(diǎn),因?yàn)橹挥性陬l率為負(fù)情況下,電容通路才會(huì)有電流流出使得流進(jìn)/出此節(jié)點(diǎn)的電流相等;2是沒(méi)有電流,意思就是通過(guò)電阻與此連接的節(jié)點(diǎn)也是個(gè)零點(diǎn),當(dāng)然也可能是地,這樣就啥都沒(méi)了。其實(shí)還有一種情況是電阻被一個(gè)理想電流源代替,那么相比前面提到的情況就多了一種,那就是有電流流出,這樣就產(chǎn)生一個(gè)正零點(diǎn),這就是我們?cè)谄胀▋杉?jí) amp中正零點(diǎn)一樣。


12、這個(gè)問(wèn)題似乎并不重要,因?yàn)閷?duì)于一個(gè)稍微復(fù)雜的電路,要直觀的看出其非主零/極點(diǎn)是很不容易的,通過(guò)電路的小信號(hào)來(lái)計(jì)算傳遞函數(shù)是個(gè)不錯(cuò)的方法。
/極點(diǎn)對(duì)電路造成的影響?
這個(gè)大家都知道,就不多說(shuō)了。其實(shí)不管是正還是負(fù),都只是一種說(shuō)法,比如說(shuō)負(fù)零點(diǎn),直觀的感覺(jué)是當(dāng)頻率為負(fù)多少了,然后增益就為零;但實(shí)際上頻率不會(huì)為負(fù),但是其對(duì)電路的影響依然存在,那么關(guān)鍵就在于你所關(guān)心的頻段了。
個(gè)人認(rèn)為左半平面的極點(diǎn)在時(shí)域引入延遲,相應(yīng)的在頻率響應(yīng)中表現(xiàn)為增益和相移滯后。
這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該分成幾個(gè)子問(wèn)題: 1. 怎么理解s平面? 2. 系統(tǒng)傳輸函數(shù)里零.極點(diǎn)的意義;


13、在系統(tǒng)傳輸函數(shù)里以jW替代s參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷,波特圖的推出. 所有的前提是需要理解復(fù)數(shù)的概念
電路中經(jīng)常要對(duì)零極點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償,想問(wèn),零點(diǎn)是由于前饋產(chǎn)生的嗎?極點(diǎn)的產(chǎn)生是電容與電阻的并聯(lián),零點(diǎn)的產(chǎn)生是電阻與電容的串聯(lián).并不是所有的前饋都會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn),要看它前饋入徑是否有并聯(lián)的電阻.如果,則會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn),沒(méi)有的話,那就不會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)
它產(chǎn)生后會(huì)對(duì)電路造成什么樣的影響?是說(shuō)如果在該頻率下,信號(hào)通過(guò)
這兩條之路后可以互相抵消還是什么?
你說(shuō)的應(yīng)該OP的補(bǔ)償電容吧
miller電容由于前饋環(huán)路的存在,使得與miller電容串聯(lián)著一個(gè)1/gm的電阻.所以產(chǎn)生了一個(gè)右平面的零點(diǎn).
(反了吧,右零點(diǎn)相移-90不穩(wěn)定,左零點(diǎn)相移90,穩(wěn)定他兩的增益都是以20db/十倍頻增加的)

14、右平面的零點(diǎn)使得增益以+20db/dec增加,相移增加90度,使系統(tǒng)更不穩(wěn)定.
左平面增益以+20db/dec增加,相移減少90度,對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有積極的補(bǔ)償作用.
對(duì)前饋環(huán)路的零點(diǎn)的補(bǔ)償一般是把右平面的零點(diǎn)轉(zhuǎn)換為左平面的零點(diǎn).

15、極點(diǎn)又是怎么產(chǎn)生的呢?是由于反饋嗎?那極點(diǎn)對(duì)電路的影響又是什么?
產(chǎn)生振蕩還是什么??
極點(diǎn)的產(chǎn)生就是由于引入電容與電阻的并聯(lián),產(chǎn)生極點(diǎn)的頻率就是1/RC.
這個(gè)與反饋無(wú)關(guān),雖然反饋可以產(chǎn)生極點(diǎn),但是,并不是所有的極點(diǎn)都是反饋產(chǎn)生的.
極點(diǎn)對(duì)OP的增益是以-20db/dec減小,相移是增加90度.
環(huán)路是否震蕩,直接原因是環(huán)路的相位裕度是否>0.大于則系統(tǒng)穩(wěn)定,小于0則系統(tǒng)震蕩
我也同意:
極點(diǎn)決定的是系統(tǒng)的自然響應(yīng)頻率,通常在電路中就是對(duì)地電容所看進(jìn)去的R和對(duì)地電容C共同決定的。
零點(diǎn)是由于在輸入輸出間存在兩條信號(hào)路徑,兩個(gè)信號(hào)路徑強(qiáng)度相消即可,通常在電路中表現(xiàn)為反饋或前饋通路
極點(diǎn)是由于結(jié)點(diǎn)和地之間有寄生電容造成的,零點(diǎn)是由于輸入和輸出之間有寄生電容造成的,一般輸入和輸出之間的零極點(diǎn)考慮多一點(diǎn),主要是因?yàn)檩斎胼敵鲇休^大的電阻,造成了極點(diǎn)偏向原點(diǎn)
對(duì)于零點(diǎn),個(gè)人認(rèn)為零點(diǎn)的產(chǎn)生是與前饋有關(guān),前饋路徑與主信號(hào)通路的疊加以及相消產(chǎn)生了零點(diǎn),當(dāng)疊加時(shí)產(chǎn)生左半平面零點(diǎn)有助于穩(wěn)定性,當(dāng)相消時(shí)產(chǎn)生右半平面零點(diǎn),這對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性很不利,因此要抵消它
零點(diǎn)可以由兩條環(huán)路產(chǎn)生,原理是兩條環(huán)路的滯后不同時(shí),就形成了相對(duì)的前饋
也可以由電阻串電容產(chǎn)生,
其實(shí)說(shuō)到底都是相位超前的原因。
極點(diǎn)和環(huán)路沒(méi)有關(guān)系,極點(diǎn)只是一個(gè)相位滯后,至于經(jīng)常和環(huán)路被一起提到,是因?yàn)闃O點(diǎn)對(duì)環(huán)路的穩(wěn)定性有決定性的影響
把電容電感都用阻抗表示,根據(jù)基爾霍夫定律寫(xiě)出系統(tǒng)(電路)的傳輸函數(shù),極點(diǎn)在下面,零點(diǎn)在上面。其實(shí)只要知道傳輸函數(shù),利用信號(hào)與系統(tǒng)學(xué)到的知識(shí)分析一下就清楚了。建議多看看信號(hào)與系統(tǒng)

16、說(shuō)說(shuō)我的理解:
一般地,零點(diǎn)可以增加增益,極點(diǎn)減少增益,而我們?cè)诜答伒臅r(shí)候,是希望在相位下降到180度之前,增益就已經(jīng)降低到一,所以我們需要消除一個(gè)零點(diǎn),以免發(fā)生震蕩
我感覺(jué)是同一個(gè) node 有較大的 R 同時(shí)又有較大的 C 的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生極點(diǎn),R C 越大極點(diǎn)就越低。
我覺(jué)得可能是因?yàn)橐粋€(gè) node 的阻抗是由電阻和 C 的阻抗相加決定的(當(dāng)然還有 L,但忽略不計(jì)), C 的阻抗頻率越高就會(huì)越小,R 不隨頻率變化,這樣一來(lái),如果一個(gè)node 有很大的 C,同樣電流情況下,頻率越高這個(gè) node 的阻抗總和就越小,阻抗小了壓降就會(huì)變小,這樣就導(dǎo)致電壓增益降低。
我不知道說(shuō)得對(duì)不對(duì),請(qǐng)各位賜教
個(gè)人的一點(diǎn)理解
極點(diǎn)決定的是系統(tǒng)的自然響應(yīng)頻率,通常在電路中就是對(duì)地電容所看進(jìn)去的R和對(duì)地電容C共同決定的。
零點(diǎn)是由于在輸入輸出間存在兩條信號(hào)路徑,兩個(gè)信號(hào)路徑強(qiáng)度相消即可,通常在電路中表現(xiàn)為反饋或前饋通路。
零極點(diǎn)是由于電路中有電感和電容這類(lèi)的儲(chǔ)能組件,使得阻抗(或者增益)和頻率相關(guān),零極點(diǎn)發(fā)生在阻抗特性的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處

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