Leadlagförstärkare

Leadlagförstärkare är en förstärkarkrets som använder frekvensberoende återkoppling för att forma förstärkningens fas- och gainrespons. Syftet är att uppnå en önskad bandbredd och stabilitet i sluten slinga samt förbättra snabbheten utan att orsaka oscilleration eller överslående svar.

Principen är att nätverket i återkopplingen innehåller både ledande (lead) och eftergivande (lag) komponenter. Lead-delen ger en positiv fasförskjutning i mellanliggande frekvenser och ökar därmed fasmarginalen och svarshastigheten. Lag-delen ger en negativ fasförskjutning vid högre frekvenser och dämpar höga frekvenser samt motverkar ökad frekvenskomponenter som kan orsaka instabilitet. Tillsammans görs det möjligt att uppnå en balanserad förstärkning över ett brett frekvensområde och kontrollera känslighet mot brus och störningar.

Topologierna är vanligtvis RC-nätverk placerade i återkopplingsleden eller i signalvägen till operasymmetrisk förstärkare. En lead-komponent kan vara en seriekopplad RC eller liknande konfiguration som förstärker högfrekvensens bidrag, medan en lag-komponent oftast är en parallell RC-nätverk som dämpar höga frekvenser. Val av värden för resistorer och kondensatorer styr poler och nollor och därmed förstärkningens fas- och gainförlop.

Användningar innefattar förstärkarkretsar där stabilitet och snabbhet behövs, såsom instrumentförstärkare, regler- och servosystem samt ljud- och mätapplikationer där noggrann kontroll av fas- och bandbredd är viktig.

Designen kräver hänsyn till målbandbredd, önskad fasmarginal, brus, komponenters toleranser och temperaturstabilitet, samt hur förstärkaren interagerar med belastningar och andra kedjeelement. Mätning och optimering sker vanligen med Bode-diagram och noggrann testning i den sluten leden.

Se även: Lead-kompensator, Lag-kompensator, Fasmarginal, Bandbredd, Op-amp, Feedback.