相位裕度,是衡量系統(tǒng)穩(wěn)定度的一個(gè)重要指標(biāo)。是指頻率的回路增益等0dB(單位增益,Unity Gain)時(shí),反饋信號(hào)總的相位偏移與-180°的差。

基本介紹

相位裕度可以看作是系統(tǒng)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)之前可以增加的相位變化,相位裕度越大,系統(tǒng)越穩(wěn)定,但同時(shí)時(shí)間響應(yīng)速度減慢了,因此必須要有一個(gè)比較合適的相位裕度。

相位裕度(phase margin,PM)在電路設(shè)計(jì)中是非常重要的一個(gè)指標(biāo),主要用來衡量負(fù)反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并能用來預(yù)測(cè)閉環(huán)系統(tǒng)階躍響應(yīng)的過沖。

首先定義使增益幅值等于1的頻率點(diǎn)位“增益交點(diǎn)”(gain crossover point),設(shè)為頻率點(diǎn)w1;使增益相位等于—180°的頻率點(diǎn)位“相位交點(diǎn)”(phase crossover point),設(shè)為頻率點(diǎn)W2。

相位裕度的定義為:運(yùn)算放大器增益的相位在增益交點(diǎn)頻率時(shí),與—180°相位的差值,表達(dá)式為

PM=∠Av(W1)-(-180°)= ∠Av(W1) +180°

式中的w1為運(yùn)算放大器的增益交點(diǎn)頻率。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),相位裕度至少要45 ,最好是60 。