常用校正裝置及其特性

常用校正裝置及其特性第1頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一（1）無源超前校正網(wǎng)絡(luò)假設(shè)該網(wǎng)絡(luò)信號源的阻抗很小，可以忽略不計，而輸出負(fù)載的阻抗為無窮大，則其傳遞函數(shù)為:分度系數(shù)時間常數(shù)2023/4/292第2頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一注：采用無源超前網(wǎng)絡(luò)進行串聯(lián)校正時，整個系統(tǒng)的開環(huán)增益要下降倍，因此需要附加放大器增益以補償帶有附加放大器的無源超前校正網(wǎng)絡(luò)補償后網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為：2023/4/293第3頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一超前網(wǎng)絡(luò)的零極點分布由于故超前網(wǎng)絡(luò)的負(fù)實零點總是位于負(fù)實極點之右，兩者之間的距離由常數(shù)決定?？芍淖兒蚑(即電路的參數(shù)超前網(wǎng)絡(luò)的零極點可在s平面的負(fù)實軸任意移動。)的數(shù)值，2023/4/294第4頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一頻率特性曲線畫出對數(shù)頻率特性如圖所示。2023/4/295第5頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一20dB/decdB0o90o(度)20lgadBL()顯然，超前網(wǎng)絡(luò)對頻率在之間的輸入信號有明顯的微分作用，在該頻率范圍內(nèi)輸出信號相角比輸入信號相角超前，超前網(wǎng)絡(luò)的名稱由此而得。求導(dǎo)并令其為零求得最大超前角頻率2023/4/296第6頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一最大超前角頻率在最大超前角頻率處具有最大超前角正好處于頻率與的幾何中心的幾何中心為2023/4/297第7頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一20dB/dec2023/4/298第8頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一

但a不能取得太大(為了保證較高的信噪比),a一般不超過20。這種超前校正網(wǎng)絡(luò)的最大相位超前角一般不大于650，如果需要大于650的相位超前角，則要用兩個超前網(wǎng)絡(luò)相串聯(lián)來實現(xiàn)，并在所串聯(lián)的兩個網(wǎng)絡(luò)之間加一隔離放大器，以消除它們之間的負(fù)載效應(yīng)。2023/4/299第9頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一最大超前角及最大超前角處幅值與分度系數(shù)的關(guān)系曲線dBoa2023/4/2910第10頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一2.無源滯后網(wǎng)絡(luò)如果信號源的內(nèi)部阻抗為零，負(fù)載阻抗為無窮大，則滯后網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為時間常數(shù)分度系數(shù)2023/4/2911第11頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一無源滯后網(wǎng)絡(luò)特性-20dB/dec2023/4/2912第12頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一滯后網(wǎng)絡(luò)在時，對信號沒有衰減作用時，對信號有積分作用，呈滯后特性時，對信號衰減作用為最大滯后角，發(fā)生在幾何中心，稱為最大滯后角頻率2023/4/2913第13頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一采用無源滯后網(wǎng)絡(luò)進行串聯(lián)校正時，主要利用其高頻幅值衰減的特性，以降低系統(tǒng)的開環(huán)截止頻率，提高系統(tǒng)的相角裕度。滯后網(wǎng)絡(luò)怎么能提高系統(tǒng)的相角裕度呢？在設(shè)計中力求避免最大滯后角發(fā)生在已校系統(tǒng)開環(huán)截止頻率附近。選擇滯后網(wǎng)絡(luò)參數(shù)時，通常使網(wǎng)絡(luò)的交接頻率遠小于一般取此時，滯后網(wǎng)絡(luò)在處產(chǎn)生的相角滯后按下式確定（兩角和的三角函數(shù)公式）將代入上式2023/4/2914第14頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一b與和20lgb的關(guān)系b0.010.1120lgbdB2023/4/2915第15頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一3.無源滯后-超前網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)為:設(shè)2023/4/2916第16頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一則有當(dāng)時系統(tǒng)的對數(shù)幅相頻率特性如圖：2023/4/2917第17頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一無源滯后-超前網(wǎng)絡(luò)頻率特性2023/4/2918第18頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一看出：1、對數(shù)幅頻特效曲線為倒梯形

2、對數(shù)相頻特性為近似正弦，存在一個相角為零的角頻率求相角為零時的角頻率

2023/4/2919第19頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一常用無源校正網(wǎng)絡(luò)特性圖見P2172023/4/2920第20頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一2.有源校正網(wǎng)絡(luò)無源校正網(wǎng)絡(luò)有以下幾個不足之處:（1）穩(wěn)態(tài)增益小于等于1;（2）實際控制系統(tǒng)中廣泛采用無源網(wǎng)絡(luò)進行串聯(lián)校正，但在放大器級間接入無源校正網(wǎng)絡(luò)后，由于負(fù)載效應(yīng)問題，有時難以實現(xiàn)希望的規(guī)律。即級間聯(lián)接必須考慮負(fù)載效應(yīng);（3）當(dāng)所需校正功能較為復(fù)雜時,網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和參數(shù)調(diào)整很不方便.由于上述不足,實際中常用阻容電路和線性集成運放的組合構(gòu)成有源校正裝置.為討論問題方便起見,均認(rèn)為運算放大器是理想的,即其開環(huán)增益無窮大,輸入阻抗無窮大,輸出阻抗等于零.2023/4/2921第21頁，共23頁，2023年，2月20日，星期一反向端輸入的有源調(diào)節(jié)器反向端輸入有源調(diào)節(jié)器的電路如下圖:圖中:是輸入阻容網(wǎng)絡(luò)的等效阻抗,是反饋阻容網(wǎng)絡(luò)的等效阻抗,傳遞函數(shù)為:用不同的阻容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成﹑就可得到不同的調(diào)節(jié)規(guī)律.可見教材P.219表6-2典型的有源調(diào)節(jié)