高電圧増幅器
位相補償
ﾌﾞｰｽﾀｰｱﾝﾌﾟ部の帯域を維持し増幅器の発信を防止するための位相補償を検討します
Fig 41-1
BoosterAmp部はFig32-1と同じ回路です。
この回路の周波数特性を確認した後、位相補償を行いその効果を検証していきます。
この回路の周波数特性を確認した後、位相補償を行いその効果を検証していきます。
Fig 41-2
実線：振幅 ／ 点線：位相
位相補償を行っていないFig41-1の回路の周波数特性です。
BoosterAmp部の理想的な特性は、低圧電源で動作するOP Ampに比べて十分に帯域が広く位相遅れが生じないことです。
実際には、このように1kHzあたりから徐々にｹﾞｲﾝが落ち始め、位相が遅れてきます。
多くの場合、何も対策を施さなければ増幅器として安定に動作せず発信してしまうため何らかの位相補償が必要となります。
或いは、高電圧増幅器の帯域を極端に狭くして発信を防止せざるを得ず、これではGBｺﾝﾃﾞﾝｻの特徴を有効に発揮することが出来ません。
位相補償を行っていないFig41-1の回路の周波数特性です。
BoosterAmp部の理想的な特性は、低圧電源で動作するOP Ampに比べて十分に帯域が広く位相遅れが生じないことです。
実際には、このように1kHzあたりから徐々にｹﾞｲﾝが落ち始め、位相が遅れてきます。
多くの場合、何も対策を施さなければ増幅器として安定に動作せず発信してしまうため何らかの位相補償が必要となります。
或いは、高電圧増幅器の帯域を極端に狭くして発信を防止せざるを得ず、これではGBｺﾝﾃﾞﾝｻの特徴を有効に発揮することが出来ません。
Fig 41-3
Fig41-1の回路に正側をR114、C114 及び、負側をR214、C214で位相遅れ補償した回路です。
Fig 41-4
実線：振幅 ／ 点線：位相
赤 ：回路Fig41-1の特性(Fig41-2と同じ)
青 ：回路Fig41-3の特性
40kHzぐらいから徐々に高域で青の振幅が赤の振幅に比べて小さくなり約6dB程ｹﾞｲﾝを下げています。
10kHz〜4MHzの間で青の位相遅れが赤の位相遅れより大きくなってはいるものの
4MHzより高域では青の位相遅れが赤の位相遅れとほぼ等しくなり遅れが回復しています。
100kHzHz以上で、約6dB程度ｹﾞｲﾝ余裕が改善されていることになります。
赤 ：回路Fig41-1の特性(Fig41-2と同じ)
青 ：回路Fig41-3の特性
40kHzぐらいから徐々に高域で青の振幅が赤の振幅に比べて小さくなり約6dB程ｹﾞｲﾝを下げています。
10kHz〜4MHzの間で青の位相遅れが赤の位相遅れより大きくなってはいるものの
4MHzより高域では青の位相遅れが赤の位相遅れとほぼ等しくなり遅れが回復しています。
100kHzHz以上で、約6dB程度ｹﾞｲﾝ余裕が改善されていることになります。
Fig 41-5
Fig41-3の回路に更に正側をR113、C113 及び、負側をR213、C213で位相進み補償を追加した回路です。
Fig 41-6
実線：振幅 ／ 点線：位相
赤 ：回路Fig41-1の特性(Fig41-2と同じ)
緑 ：回路Fig41-5の特性
40kHz〜4MHzの領域で緑の振幅が赤の振幅に比べて小さく最大6dB程度ｹﾞｲﾝを下げています。
振幅が十分小さくなっている4MHz以上では、逆に緑の振幅が赤の振幅に比べて少し大きくなっています。
600kHzより高域で緑の位相遅れが赤の位相遅れより最大30°ほど遅れが改善しています。
600kHz〜4MHzで、位相、及び振幅特性が改善されています。
赤 ：回路Fig41-1の特性(Fig41-2と同じ)
緑 ：回路Fig41-5の特性
40kHz〜4MHzの領域で緑の振幅が赤の振幅に比べて小さく最大6dB程度ｹﾞｲﾝを下げています。
振幅が十分小さくなっている4MHz以上では、逆に緑の振幅が赤の振幅に比べて少し大きくなっています。
600kHzより高域で緑の位相遅れが赤の位相遅れより最大30°ほど遅れが改善しています。
600kHz〜4MHzで、位相、及び振幅特性が改善されています。