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解释波特图中的相位
電(diàn)抗電(diàn)路需要仔细分(fēn)析，以确定它们如何与不同频率的信号相互作用(yòng)。在用(yòng)于理(lǐ)解電(diàn)抗電(diàn)路的各种工具中，主要工具是波特图。这个简单的图只是对数刻度上電(diàn)路的传递函数，但是此图的两个部分(fēn)告诉您有(yǒu)关信号行為(wèi)的重要信息。
在滤波器或放大器中，波特图中的相位曲線(xiàn)表示输入信号与输出信号之间的分(fēn)离，当我们考虑電(diàn)路中反馈的作用(yòng)时，这一点变得非常重要。然而，在波特图中，相位的一个经常未被考虑的方面是它对稳定性的影响，这在负反馈放大器中会出现。為(wèi)了更好地了解Bode图中的相位对您的電(diàn)路的影响，让我们简要分(fēn)析这些系统，并展示如何在Bode图中的相位曲線(xiàn)中确定重要的数量。
波特图中的重要相位点
一个波特图是一个简单的方法来显示在一些重要的信息传递功能(néng)的線(xiàn)性时不变（LTI）系统。简而言之，可(kě)以使用(yòng)伯德图总结任何LTI系统的频率响应。人们在Bode图中找到的信息取决于以下几个因素：
電(diàn)路类型：滤波器和放大器相似，但根据電(diàn)路拓扑以及是否使用(yòng)有(yǒu)源元件，可(kě)能(néng)会产生略有(yǒu)不同的影响。
反馈的存在：如果電(diàn)路中存在反馈，则電(diàn)路可(kě)能(néng)过渡到不稳定状态。可(kě)以通过查看波特图的大小(xiǎo)和相位来确定这一点。
极点或零点的存在：这些频率分(fēn)别在波德图幅值曲線(xiàn)中显示為(wèi)峰和谷，并且相位曲線(xiàn)可(kě)能(néng)会通过这些频率的某些点。
由于滤波器和放大器遵循类似的想法，因此有(yǒu)助于查看这两种类型的電(diàn)路，以了解波特图相位曲線(xiàn)中包含哪些信息。
高通和低通滤波器
下图显示了一阶低通滤波器的波特图（顶部：幅度，底部：相位）。相位图显示了当源频率开始进入截止區(qū)域时相移如何发展。在此，当波特图中的相移為(wèi)45度时，幅度曲線(xiàn)将通过大约-3 dB。对于高通滤波器，可(kě)以看到相同的特性，尽管幅度曲線(xiàn)会颠倒。
一阶低通滤波器的幅值和相位（波德图）。
当查看这些滤波器时，我们通常关注幅度曲線(xiàn)，因為(wèi)它将具有(yǒu)标准的滚降值和45度相移点处的衰减。对于上面显示的一阶低通滤波器，幅度曲線(xiàn)在45度相移时具有(yǒu)标准的-20 dB /十倍频降和-3 dB衰减。对于N级滤波器，其中N个滤波器级串联在一起，这些滚降和衰减值将乘以N。
对于无源滤波器電(diàn)路，这基本上总结了波特图中的要点。具有(yǒu)多(duō)个截止级的更复杂的滤波器也可(kě)以类似的方式进行分(fēn)析。在存在反馈的放大器電(diàn)路中，波特图的相位曲線(xiàn)中还包含其他(tā)信息，需要确保放大器稳定性。
运算放大器
在具有(yǒu)负反馈的运算放大器電(diàn)路中，我们可(kě)以确定放大器可(kě)能(néng)在哪个频率下被不稳定驱动。如果反馈环路中的相位偏移180度，则系统中的反馈会从负反馈切换為(wèi)正反馈，反馈会从负反馈切换為(wèi)正反馈，并且放大器将开始振荡。最终，输出将饱和，输出信号将被严重削波（这是在比较器電(diàn)路中发生的情况）。
可(kě)以通过查看Bode图中的幅度和相位来总结向不稳定性的过渡。当图中有(yǒu)一个具有(yǒu)正增益和180度相移的區(qū)域时，由于反馈已从负变為(wèi)正，输出将变得不稳定。负反馈运算放大器電(diàn)路的示例如下所示。度量“增益裕度”和“相位裕度”通常用(yòng)于定义放大器電(diàn)路何时变得不稳定。这些在下面的示例中说明。
波特图的幅值和相位用(yòng)于稳定和不稳定的放大器電(diàn)路。
電(diàn)路设计期间的波特图模拟
无论您是要设计滤波器，放大器，匹配网络还是其他(tā)電(diàn)路，使用(yòng)的電(diàn)路设计工具都可(kě)以帮助您保持高效。当需要生成波特图时，電(diàn)路设计工具应包括带有(yǒu)扫频仿真的SPICE仿真器。SPICE仿真器可(kě)以扫描一系列频率来计算電(diàn)路中每个网络的電(diàn)压和電(diàn)流。然后可(kě)以在标准的波特图中显示时域中每个频率的结果，以供进一步分(fēn)析。
零极点分(fēn)析可(kě)以立即在Bode图中找出关键点的相关模拟。该计算将给出产生共振（称為(wèi)极点）和总衰减（称為(wèi)零）的频率。该技术的优势在于它还返回了每个频率的衰减常数，从而描述了时域中的瞬态响应。