裕訊XH3216m

相位裕度（phase margin，PM），亦稱相位余裕，在電路設(shè)計(jì)中是非常重要的一個(gè)指標(biāo)，主要用來衡量負(fù)反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并能用來預(yù)測閉環(huán)系統(tǒng)階躍響應(yīng)的過沖。一個(gè)性能良好的控制系統(tǒng)，其相位裕度應(yīng)具有45°左右的數(shù)值。

相位裕度可以看作是系統(tǒng)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)之前可以增加的相位變化，相位裕度越大，系統(tǒng)越穩(wěn)定，但同時(shí)時(shí)間響應(yīng)速度減慢了，因此必須要有一個(gè)比較合適的相位裕度。

增益裕度是以相位為裕度是-180度時(shí)的增益為準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。傳統(tǒng)的增益裕度與相位裕度是經(jīng)典頻域控制理論中的重要概念，能夠直觀在奈奎斯特圖和波德圖上表示出來，是衡量閉環(huán)控制系統(tǒng)魯棒性的重要性能指標(biāo)。他們分別表示控制系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件下所能承受的最大增益擾動(dòng)和最大相位擾動(dòng)，以克服控制回路中存在的干擾和對象不確定性。由于他們能夠直觀、有效的衡量控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性，基于增益、相位裕度的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法也受到廣泛關(guān)注。

通常開環(huán)相位延遲（相對于輸入）隨頻率變化，逐步增加到超過180°，此頻率下輸出信號（相對于輸入）反相。PM為正值，但會(huì)隨著頻率下降，在截止頻率（PM = 0）反相，于是在高頻率PM為負(fù)值（PM < 0）。在存在負(fù)反饋時(shí)，環(huán)路增益超過1情況下PM頻率為零或負(fù)值可以保證系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此PM為正是能保證該電路正常工作（不振蕩）的“安全裕度”。這不僅適用于放大器電路，同樣適用于不同負(fù)載條件（如無功負(fù)載）下的有源濾波器。在最簡單的形式中，涉及有非抗性反饋的理想負(fù)反饋電壓放大器，在放大器的開環(huán)電壓增益等于所需閉環(huán)直流電壓增益時(shí)測定相位裕度。

更一般地，PM是由放大器及其反饋網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起（通常在放大器輸入處開環(huán)）定義的，在環(huán)路增益為1的頻率測定，并在閉合回路之前，通過嘗試輸入源的開環(huán)輸出的方式，將其從中去除。

在上述環(huán)路增益定義中，假設(shè)放大器輸入呈現(xiàn)零負(fù)載。要在零負(fù)載輸入下工作，為了確定該環(huán)路增益的頻率響應(yīng)，反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出需要加一個(gè)等效負(fù)載。

假定增益對頻率的圖象以一個(gè)負(fù)斜率穿過單位增益僅一次。只有在抗性或有源反饋網(wǎng)絡(luò)（如有源濾波器的情形）才需要這么考慮。