运放输入网络ZI与反馈网络ZF及实例分析
1、 理论分析
图1为spice运放环路增益测试电路。lt提供直流闭环电路，因为每个交流spice分析必须首先进行直流分析。进行交流spice分析时，随着频率增加ct将逐渐变成短路，而lt将逐渐变成开路，因此可用同一仿真程序运行所有运放电路的交流稳定性分析。利用图1中计算公式可求得运放aol、环路增益以及1/β的幅度与相位曲线。尽管可以采用其他方法“打破环路”进行交流分析，但图1所示方法证明误差最小。
图1 运放环路测试电路：
运放aol增益=db[vm(2)/vm(1)]
运放aol相位=[vp(2)-vp(1)]
环路增益=db[vm(2)/vm(3)]
环路增益相位=[vp(2)-vp(3)]
1/β=db[vm(3)/vm(1)]
1/β相位=[vp(3)-vp(1)]
图2 运放网络：zi输入网络、zf反馈网络
2、 ps：zi and zf zi和zf网络分析——高频闭环增益降低但相位提升
zf网络分析——高频闭环增益降低但相位提升：首先对图3所示zf网络进行1阶分析，该网络为运放电路中的反馈网络，其中cp在低频上为开路，且低频1/β变成简单rf/ri。而在其他极端频率上(例如高频)，cp为短路且高频1/β变成(rp//rf)/ri。当cp短路时由于rp<
图3 zf网络分析电路
1/β低频=rf/ri=100→40db：cp在低频时开路;
1/β高频=(rp//rf)/ri≈10→20db：cp在高频时短路;
当xcp=rf时1/β出现极点： fp=1khz;
当xcp=rp时1/β出现零点：fz=10khz
zf反馈网络开环测试电路
交流仿真设置
cpv参数仿真设置
cpv=1p无补偿时的环路波特图：低频相位为90度
cpv=1.59n有补偿时的环路波特图：相位大于90度：
通过正确计算补偿网络，在所需频率点进行补偿
zf闭环频率特性测试电路
cpv=1p无补偿时的闭环波特图
cpv=1.59n有补偿时的闭环波特图
zi网络分析——高频闭环增益增大但相位降低：首先对图4所示zi网络进行1阶分析。该电路为运放电路中的输入网络，其中cn在低频时开路，并且低频1/β=rf/ri。高频时cn短路，此时1/β=rf/(ri//rn)。cn短路时由于rn<
图4 zi网络分析电路：
1/β低频=rf/ri=10→20db，cn在低频时开路;
1/β高频=rf/(ri//rn)≈100→40db，cn在高频时短路;
当xcn=ri时1/β存在零点，fz=1khz;
当xcn=rn时1/β存在极点，fp=10khz
zi输入网络开环测试电路
交流仿真设置
cnv参数仿真设置
cnv=1p无补偿时的环路波特图：相位90度
cnv=15.9n有补偿时的环路波特图：相位小于90度，
通过正确计算补偿网络，在所需频率点进行补偿
zi闭环频率特性测试电路
cnv=1p无补偿时的闭环波特图：增益和相位低频保持恒定
cnv=1.59n有补偿时的闭环波特图：增益提升、相位降低
3、 ps：designexample zf补偿网络设计实例分析
频域开环测试电路
交流仿真设置
瞬态仿真设置
无补偿时环路伯特图fz1=100meg：相位裕度10度，电路不稳定
无补偿时环路伯特图fz1=100meg：时域仿真电路振荡
有补偿时环路伯特图fz1=40k：相位裕度51.7度，电路稳定
fz1=40k有补偿时输入、输出波形：电路稳定工作
4、 实际测试：(待整理)
负载特性、输入源特性、参考源调节——测试波形与数据相结合，然后与仿真对比
5、 总结：
利用zi和zf网络对运放电路进行反馈补偿，使得放大电路稳定可靠工作!
6、 附录——关键仿真器件模型
关于雷克萨斯多级全混动技术分析
电源模块在使用过程中需要注意哪些问题？
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图1 运放环路测试电路：
运放aol增益=db[vm(2)/vm(1)]
运放aol相位=[vp(2)-vp(1)]
环路增益=db[vm(2)/vm(3)]
环路增益相位=[vp(2)-vp(3)]
1/β=db[vm(3)/vm(1)]
1/β相位=[vp(3)-vp(1)]
图2 运放网络：zi输入网络、zf反馈网络
2、 ps：zi and zf zi和zf网络分析——高频闭环增益降低但相位提升
zf网络分析——高频闭环增益降低但相位提升：首先对图3所示zf网络进行1阶分析，该网络为运放电路中的反馈网络，其中cp在低频上为开路，且低频1/β变成简单rf/ri。而在其他极端频率上(例如高频)，cp为短路且高频1/β变成(rp//rf)/ri。当cp短路时由于rp<
图3 zf网络分析电路
1/β低频=rf/ri=100→40db：cp在低频时开路;
1/β高频=(rp//rf)/ri≈10→20db：cp在高频时短路;
当xcp=rf时1/β出现极点： fp=1khz;
当xcp=rp时1/β出现零点：fz=10khz
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交流仿真设置
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cpv=1p无补偿时的环路波特图：低频相位为90度
cpv=1.59n有补偿时的环路波特图：相位大于90度：
通过正确计算补偿网络，在所需频率点进行补偿
zf闭环频率特性测试电路
cpv=1p无补偿时的闭环波特图
cpv=1.59n有补偿时的闭环波特图
zi网络分析——高频闭环增益增大但相位降低：首先对图4所示zi网络进行1阶分析。该电路为运放电路中的输入网络，其中cn在低频时开路，并且低频1/β=rf/ri。高频时cn短路，此时1/β=rf/(ri//rn)。cn短路时由于rn<
图4 zi网络分析电路：
1/β低频=rf/ri=10→20db，cn在低频时开路;
1/β高频=rf/(ri//rn)≈100→40db，cn在高频时短路;
当xcn=ri时1/β存在零点，fz=1khz;
当xcn=rn时1/β存在极点，fp=10khz
zi输入网络开环测试电路
交流仿真设置
cnv参数仿真设置
cnv=1p无补偿时的环路波特图：相位90度
cnv=15.9n有补偿时的环路波特图：相位小于90度，
通过正确计算补偿网络，在所需频率点进行补偿
zi闭环频率特性测试电路
cnv=1p无补偿时的闭环波特图：增益和相位低频保持恒定
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3、 ps：designexample zf补偿网络设计实例分析
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4、 实际测试：(待整理)
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5、 总结：
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