相位裕度（phase margin，PM）

想像你在盪鞦韆上推一個孩子。如果你每次都在恰到好處的時刻推一下——和鞦韆自身的節奏完全合拍——那麼哪怕只是輕輕一推，也會一次次疊加起來，鞦韆越盪越高。一個負回授放大器面臨的正是同樣的危險。它的工作方式是把一部分輸出送回輸入端去抵消誤差，但這只有在那個返回的訊號與輸入「不合拍」時才起好作用（這就是負回授）。然而每個放大器都會讓訊號延遲一點點，而且頻率越高，延遲越大。如果在某個頻率上，這份延遲把回授翻轉成了完全合拍（相位移了 180 度），而此時整個迴路依然夠強，訊號繞一圈回來既不縮小也不消失，電路就會自己推自己——它不再穩定下來，而是開始振盪。相位裕度說的，就是在這一刻到來之前，你還剩多少迴旋的餘地。

說得更精確些：先找到迴路增益恰好降到 1（也就是 0 dB）的那個頻率——在這一點上，訊號繞迴路一圈後既不放大也不衰減。在這個頻率上，量一量迴路一共累積了多少相位移。相位裕度，就是這個相位與那個致命的 180 度之間的差距。所以如果在單位增益處迴路把訊號轉過了 130 度，你就有 50 度的裕度。裕度為零，意味著它會振盪。裕度只是小小一點正值，嚴格說雖然不會振盪，但會劇烈地振鈴和過衝，就像一扇門「砰」地一聲撞上又彈開，反覆幾下才闔攏。實用的經驗法則是至少留 45 到 60 度：45 度通常是你能接受的下限，而 60 度左右能給出乾淨、阻尼良好、幾乎不振鈴的階躍響應。

這正是類比設計師為什麼對補償如此上心。一個 op-amp 往往有兩個或更多極點，每個極點最多帶來 90 度的相位滯後，所以兩個靠得很近的極點輕輕鬆鬆就能把你全部的裕度預算吃光。解決辦法——主極點補償或 Miller 補償——是有意把其中一個極點推到很低的頻率，讓增益早早就滾降到單位增益，趕在第二個極點的相位滯後襲來之前就已經退場，以頻寬為代價把裕度買回來。於是相位裕度這個數字，恰恰濃縮了類比裡那道永恆的取捨：穩定 vs. 速度。