Eu estava lendo a folha de dados do MCP6072 . Eu vi um parâmetro chamado "margem de fase" (tabela 1-2, página 4). Até onde eu sei, "margem de fase" é um termo de engenharia de controle e implica a diferença de fase entre entrada e saída quando o ganho é uma unidade. Não compreendo o significado desse termo na terminologia opamp. A margem de fase típica desse opamp é de 57 o . O que isso significa?
Respostas:
A margem de fase PM é uma medida para a estabilidade de um sistema com feedback. E, assim, também se aplica aos amplificadores operacionais. O PM é definido para o LOOP GAIN do sistema - isso significa: abrir o loop em um nó adequado e medir / simular o ganho e a fase ao redor do loop completo. Então, o PM é a DIFERENÇA entre a fase medida e -360 graus (que significa: A "distância" da condição de oscilação, feedback positivo) na frequência que fornece ganho de loop de unidade. Sem considerar a inversão de fase na entrada inversora, o PM é a "distância" a -180 graus.
Agora, para um opamp, a situação mais crítica surge para 100% de feedback (operação de ganho de unidade). Nesse caso, o fator de feedback é a unidade e o ganho do loop é idêntico ao ganho de loop aberto Ao do opamp. Normalmente, apenas essa condição é usada para especificar o PM na folha de dados do opamp.
Resumo: O PM dado para um opamp é a DIFERENÇA entre a mudança de fase do opamp e -180 graus na frequência de ganho da unidade.
Um amplificador operacional é um "sistema de controle" e a margem da fase é definida como a diferença de -180 graus da fase da função de transferência de malha aberta quando a magnitude é a unidade. Isso permite prever a estabilidade e a resposta do sistema quando você fecha o loop com uma determinada quantidade de feedback.
Um amplificador operacional é tipicamente compensado com um polo dominante; portanto, a função de transferência é aproximadamente Ao / (1 + s / wo), onde wo é a frequência do polo dominante e Ao é o ganho DC- Isso implica em uma margem de fase de 90 graus. Na prática, o Ft dos transistores causa mudança de fase adicional e o polo dominante é definido para que o cruzamento de 0dB ocorra com margem de fase razoável.
Margem de fase é a quantidade de margem de mudança de fase com ganho de unidade que pode causar instabilidade ou oscilação.
90 graus é o ideal teórico, 0 é NG, 45 graus terá alguma ultrapassagem, 60 graus é uma solução prática. A margem da fase mostra a troca entre o tempo de subida e o excedente.
Os amplificadores operacionais são usados com feedback, isso possibilita a oscilação, o que é ruim, a menos que você esteja projetando um oscilador!
A margem da fase basicamente indica o quão estável é o amplificador operacional, ou seja, a distância do ângulo de fase do ponto de oscilação, na pior das hipóteses de configuração do ganho da unidade.
A adição de capacitância dispersa de entrada e saída, mas principalmente capacitância de carga, pode causar uma mudança de fase que reduz a margem de estabilidade.
Normalmente, um pequeno resistor é adicionado à saída para compensar uma carga capacitiva "grande", mas é claro que isso reduz o ganho efetivo. A capacitância de entrada geralmente é menos problemática, mas também pode ser compensada.
Muitos amplificadores operacionais são compensados internamente por condições típicas de uso, mas nem todos são.