米勒电容(Miller capacitance)通常用于运算放大器频率补偿的方法中。目前最广泛使用的频率补偿技术称为米勒频率补偿(Miller frequency compensation),我们将在本文中探讨它。
什么是米勒补偿(Miller Compensation)?
米勒补偿(Miller Compensation)是一种通过在负反馈方式中跨越一个内部增益级(通常是第二级)连接的电容Cf来稳定运算放大器的技术。
利用米勒补偿
使用图1的PSpice电路,得到图2的幅度/相位图,表明C?的存在导致极点频率分裂。具体地,C f的值越高,极点频率越远,因此中频区域的相移越接近-90°。
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图1. 用来绘制的不同米勒补偿量的开环增益幅度和相位的PSpice电路。
图3提供了交叉频率区域的扩展视图,以便于相位裕度的估计视图。
给定一个幅度曲线:
(1)确定其交叉频率?x在0-dB轴上的位置;
(2)然后转向下面的相应相位曲线;
(3)最后读取相移的相位φx对。然后相位裕度为φm= 180°+φx。例如,对于C?= 8 pF,对应于C?= 0曲线后的第4条曲线,估计φx≈-120°,因此φm≈60°。
相反,可以在视觉上对给定φm所需的C?值进行粗略估计,然后通过PSpice使用试错方法来细化C?。例如,对于φm≈65.5°,其标记AC峰值的开始,上述过程产生C f = 9.90pF。测得相应的极点频率为63.4 Hz和12.2 MHz。
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图2.图1电路中补偿电容C f的不同值对应的幅度/相位图:0,1 pF,2 pF,4 pF,8 pF,16 pF和32 pF。
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图3.图2交叉频率区域的扩展视图。
使用图4的PSpice电路,C?= 9.90 pF来提供米勒补偿,得到图5的图,所有图都没有突起的峰值!
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图4.用于绘制由R4确定的20-dB步长的闭环增益的PSpice电路。
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图5.在Cf = 9.90pF的米勒补偿(Miller compensation)之后图4的PSpice电路的阶跃响应。
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