针对容性负载的线性功率放大电路的稳定性设计
2．3 功率设计软件的稳定性分析
采用APEX公司的功率设计软件可以在一阶稳定性分析基础之上进一步提高分析精度。功率设计软件分析的性能指标(部分)如下：估计的闭合频率为1 333．521 kHz；建议的最大带宽为42．169 65 kHz；估计的闭合率为20 dB／dec；估计的相位裕度为54．144 3°；总的输出电阻Zout为54．64 Ω；Zout／Cload的极点频率fp2为274．789 085 4 kHz；直流的小信号交流增益1／β为25．6dB；噪声增益为15.9dB；Noise Gain的极点频率fp5为9．824 379 039 kHz；噪声增益的零点频率fz1为1．568 598 037 kHz；Cf／Rf的极点频率fp6为98．243 786 57 kHz；Rf／Cf的零点频率fz2为11 691．010 6 kHz。建议的最大带宽指的是环路增益Ao1β减小到20 dB处的频率，相当于Ao1与1／β的差值为20 dB。如图11，图12所示，在1．5 kHz处的相位裕度为54．1°。
2．4 Spice仿真的稳定性分析
如图13所示，利用APEX提供的PA85的宏模型，在NI公司的Multisim 10仿真器下，构建线性功率放大电路的Spice模型。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/179842.htm
如图14所示，根据Spice环路增益测试法，将原有的输入信号端置零，在反馈接入点串联上1 GH的电感L、并联上1 GF的电容C，加入测试信号源Vin，其中环路增益Ao1β为Bode_OUT与Bode_IN之比，采样点设置为MultisimTM允许的最大值1000。
如图15所示，考虑到放大器开环增益普遍具有的离散性，该误差是可以接受的，但是相位裕度通常必须大于45°。
2．5 实际电路的稳定性分析
如图16所示，由于实际电路很难将反馈网络断开，因此可以采用“方波测试法”检测相位裕度。该方法是在1 kHz的频率下，调节输入的幅度，使其输出方波达到2Vpp，并在不同的输出直流偏置下，检测输出方波顶部的超调和振荡，并对照开环相位裕度与阻尼系数的关系曲线，从而得到较完整的相位裕度，以确保在不同应用下无异常。最坏情况是当输出直流偏置为零时，导致Ro为最大值，此时，阻尼系数大约为0．7，相位裕度大约为50°。
3 结语
线性功率放大电路的设计是一个复杂的工作，尤其是在针对容性负载时，极点和零点的设置变得更加复杂，这些都可以借助功率设计软件、模型仿真和实物检测的方法来解决这些问题。本次稳定性设计是在提高带宽的同时，处理好了极点和零点的问题，从而避免了超调和振荡，实验结果表明所做的稳定性设计是有效的、可行的。
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