请教相位余量问题

断桥烟雨

首先，什么是相位。

输入信号和输出信号对比，

下图是是1K的输入和输出对比。


黄色是输出，你可以看到没有延迟，即相位0

断桥烟雨

下面是500K的对比，

输出已经延迟了5°。

断桥烟雨

下面是3M

已经延迟了180°

断桥烟雨

到3M还没有自激，是因为波形没有重叠。

到延迟300°，此刻相位裕量只有60°了，非常危险。

一旦波形重叠，延迟了360°，即刻正反馈形成。

相位裕量是针对发射频率来研究高频放大器的。

断桥烟雨

相位裕量不用于音频放大器。

射频放大器讨论的相位裕量不只是放大器本身，还有馈线的长度。

对于WIFI，馈线露头6.3CM，一样正反馈形成，即驻波，立刻烧毁发射器。

我觉得这种东西非常好懂啊！。

断桥烟雨

你音频放大器怎么会准许5M的信号进去，这一定是设计师傻了。

放大器自身会不会形成5M的信号，答：不会。两200P电容守住电流放大入口，然后，把心收回膀胱里。

相位延迟是如何形成的，答：三极管的COB电容造成的。

断桥烟雨

如何防止相位延迟？   音频放大器的VAS部分的放大管，因为他高压、大电流，COB电容会增加，把他的输出和输入用30P电容短路。或者更换优秀的构架。

处理手法非常多，这里讲不完。

mchoi518

zxhdoop 发表于 2026-1-22 17:12
这个很重要，上次你说的用LME49990测试后指标更差，我说要加低通就是这原理。运放的每一个参数都是重要的 ...

非常感谢大师热心回复~

后来我做的缓冲都加上低通了~  后级输入端也加低通，目前自激是控制了， 但我想从根上解决自激问题，而不是输入端加低通滤掉高频

mchoi518

ZMH8771140 发表于 2026-1-22 17:19
你说得很好，自激，确实是高频环路负反馈量大，且相位滞后。这是个矛盾，要想高频失真低（这是hifi的重要 ...

感谢大师热心回复~

每一级都要加反馈，然后大环路反馈要快要大，这些理解了，，

但是每一级都加反馈，最终输出的相移是不是会变大？？？

大环路反馈要快要大，那就是增益要小，运放适合后级功放可能不太适合，，

mchoi518

lylnk 发表于 2026-1-22 18:30
1）即使输入加了滤波，不输入高频。只要相位裕度不好，后面还是能自己震荡起来的，所以稳定性不能不管。
2 ...

感谢大师热心回复

1）完全同意
2）前面说的都理解了，最后那句好像有点问题吧？ 裕度60°不是对超低频，而是对高频说的，  

我理解的，一个放大电路延迟时间(相移量)是固定的量，这个固定的量相对于超低频可有可无，对于高频就是很大的度数

mchoi518

MT4S301 发表于 2026-1-23 00:00
直接看个例子吧。

1、仿真开环频响，观察线路输出端和【经过负反馈电阻回到功放反相端】的频响异同 ...

多谢大师细心指导~

昨天我说的那一堆不对，负反馈变化时相位曲线是会变化的， 所以必须仿真！

大师我再问一个，您图2里面，目测0db对应相位大概是-300°了，在-180°的点会自激对吧？

另外您说的“相位裕度”我是真没理解~

mchoi518

断桥烟雨 发表于 2026-1-23 02:35
到3M还没有自激，是因为波形没有重叠。

到延迟300°，此刻相位裕量只有60°了，非常危险。

感谢大师热心回复，

您说到这里我都理解了，就是给定的一个放大电路，它的延迟时间是一定的，相对于低频无足轻重，相对于高频相位差就大了，，

您说的是正反馈是360°自激，负反馈应该是180°自激对吧？

mchoi518

断桥烟雨 发表于 2026-1-23 02:46
你音频放大器怎么会准许5M的信号进去，这一定是设计师傻了。

放大器自身会不会形成5M的信号，答：不 ...

您说到点子上了！！！ 也是我拿不准的问题，

输入端加了RC滤波，放大器环路内部就不会有高频自激了吗？？ 这个可能需要讨论，


实际我的diy案例：

1）4年前装无缺陷电路，自激烧电压放大级管子，当时输入端有RC滤波，最后发现是米勒电容用了1000pf，太大，换成100pf解决

2）还是装无缺陷，用了3级射随输出级，自激，改成2级解决

3）最近装sansui电路， 输出有自激，一是增益倍数不变的情况下 反馈电阻 120k 39k 换成 20k 750Ω，二是输入级差分信号之间的RC调整了一下，解决了自激

4）还是sansui电路，输入级前面没有RC滤波导致偶发的自激，装了RC滤波后问题解决

前面3个与RC滤波无关，说明输入端RC滤波不是万能的，环路内部相位特性不好，会自动启震，，

zxhdoop

mchoi518 发表于 2026-1-23 08:32
非常感谢大师热心回复~

后来我做的缓冲都加上低通了~  后级输入端也加低通，目前自激是控制了，  ...

现代空间电磁干扰很多，都是M级的，加低通是必不可少的。PCB布线有很多寄生参数，所以我一直主张4层板做阻抗。电路要稳定补偿电容不能只看电路图标的，因为PCB布线的分布电容相对来说占比也大，最好是直接上仪器，仿真没有考虑这个。电路形式决定了它的带宽上限，想要更高的带宽除非改进电路，你想想100M的高速运放放大100倍电路带宽也才1M，压摆率还要高才行。

lylnk

mchoi518 发表于 2026-1-23 08:54
感谢大师热心回复

1）完全同意

我说的是相移是：相位相比超低频初始相位的变化量。
我们一般都是用负反馈做放大的,从-端加入信号。因为仿真器的原因：有时超低频的初始相位是180，随频率增加慢慢变道0；有时开始是-180，随频率增加慢慢变道0或者-360。相移是看变化量。
如果有人用+输入端加入信号仿真开环特性。那么，初始相位大概率是0，也不排除初始是360.

对于一个接近自激的放大器，不给输入自激频率的信号可以凑合用的；但是一个能自己自激的放大器，即使热噪声也容易让它自激起来的。

mchoi518

zxhdoop 发表于 2026-1-23 12:49
现代空间电磁干扰很多，都是M级的，加低通是必不可少的。PCB布线有很多寄生参数，所以我一直主张4层板做 ...

您说的又跑题了，我是要从功放结构上研究自激的原理和如何消除自激，，，其他因素先撇开不谈~

zxhdoop

mchoi518 发表于 2026-1-23 08:32
非常感谢大师热心回复~

后来我做的缓冲都加上低通了~  后级输入端也加低通，目前自激是控制了，  ...

看看商品机哪个输入不加低通的，不加后果很严重，插拔音频线，手碰到音频线头也会产生异常频率，电磁干扰无处不在。楼主遇到的问题是因为PCB布线不合理造成的，就是放在屏蔽盒里也会自激。

lylnk

1）4年前装无缺陷电路，自激烧电压放大级管子，当时输入端有RC滤波，最后发现是米勒电容用了1000pf，太大，换成100pf解决
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从设计角度上说，单纯米勒电容大了只会造成带宽低，相位裕度更好，更不容易震荡。

2）还是装无缺陷，用了3级射随输出级，自激，改成2级解决
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理论上说，射级跟随输出的节点电阻很低电容也不大还没有电压放大作用，所以和相位裕度关系很小。

3）最近装sansui电路， 输出有自激，一是增益倍数不变的情况下 反馈电阻 120k 39k 换成 20k 750Ω，二是输入级差分信号之间的RC调整了一下，解决了自激
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还是理论上说，反馈电阻只要不是太大，大小不影响相位裕度。但是原来放大3倍，后来放大27倍，确实对稳定性有极大的改进的。

4）还是sansui电路，输入级前面没有RC滤波导致偶发的自激，装了RC滤波后问题解决
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这种就是接近自激了吧，最好还是改进一下。

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一个判断是否相位裕度好的方法是：功放的电源上串联好大灯泡；输入1KHz方波，用示波器看输出的上升沿和下降沿有没有过冲和减幅震荡。相位裕度60度的时候，输出是没有过冲和减幅震荡的。

mchoi518

lylnk 发表于 2026-1-23 12:58
我说的是相移是：相位相比超低频初始相位的变化量。
我们一般都是用负反馈做放大的,从-端加入信号。因为 ...

好的多谢，相位问题大概理解了， 另外相位余量不足的功放电路严谨的来说确实是不合格的

zxhdoop

mchoi518 发表于 2026-1-23 13:03
您说的又跑题了，我是要从功放结构上研究自激的原理和如何消除自激，，，其他因素先撇开不谈~

一个电路它的带宽上限已经固定了，要想突破就只能重新设计电路，你以给出具体电路图我只能这样回答。让我发明一个全新电路我也没那能力。

带宽和放大倍数成反比，楼主可以在放大级试试多级放大。