Consideriamo un amplificatore generico che, singolarmente, abbia il seguente andamento del guadagno in funzione della frequenza:

Su tale amplificatore dobbiamo effettuare una retroazione per ottenere un nuovo amplificatore con guadagno ad esempio A_f=100 e, ovviamente, stabile.

Graficamente si procede riportando nel grafico la retta (curva in prima approssimazione indipendente dalla frequenza in quanto solitamente composta da soli resistori) che corrisponde a 1/β in corrispondenza del punto di ordinata pari al guadagno che vogliamo realizzare.
Si ottiene il seguente grafico:

La retta disegnata (in marrone) ci dice che la stabilità del sistema non è garantita per l’amplificatore retroazionato (relativo al sistema di riferimento in marrone), dato che il punto corrispondente ad uno sfasamento di 180° si trova tra il secondo ed il terzo polo.

Vediamo allora come realizzare un qualcosa che assicuri stabilità al nostro sistema e al contempo conservi la banda il più grande possibile.
Se viene assegnato (come solitamente accade) un margine di fase di 45°, per soddisfare tale specifica dobbiamo far sì che il secondo polo cada nell’asse a 0 dB relativo al sistema di riferimento dell’amplificatore retroazionato (sistema marrone).

Per ottenere questo risultato possiamo procedere in due modi:

• con l’aggiunta di un polo dominante;
• con l’aggiunta di una coppia polo-zero.

Compensazione tramite polo dominante. Tale tecnica consiste nell’aggiungere un polo a frequenza molto più bassa della più bassa delle frequenze dei poli presenti. In tal modo quello che era il primo polo adesso diventa il secondo e su esso si può imporre che il guadagno sia 0 dB.

Graficamente, per determinare la posizione del polo dominante, si procede così:
• dal primo polo dell’amplificatore di partenza si traccia la normale all’asse delle frequenze e si determina il punto A di intersezione.
• Dal punto A si procede a ritroso con una pendenza di 20 Db/decade fino ad incontrare la curva del guadagno dell’amplificatore in A’ (nel nostro caso la frequenza di tale punto è 1 Hz), e a tale frequenza si inserisce un polo (ad esempio con una rete RC).
L’andamento della rete che introduce il polo è disegnata in arancione. L’andamento dell’amplificatore retroazionato è rappresentato in azzurro.
In tal modo, il polo dominante è il primo polo, mentre quello che era in partenza il primo polo adesso è il secondo, ed in corrispondenza ad esso il guadagno è 0 dB, e pertanto si ha un margine di fase di 45° e la stabilità dell’amplificatore retroazionato è garantita.
In prossimità di A vi sarà, come sappiamo, un pò di elongazione.

Compensazione con coppia polo – zero. Questa tecnica consiste nell’aggiungere uno zero in prossimità del primo polo in modo da eliminarlo, ed un polo ad una frequenza tale che il polo successivo a quello eliminato sia sull’asse dei 0 dB.
Graficamente si procede così:
• si ignora il primo polo (che verrà cancellato dallo zero) e dal secondo polo si determina il punto A;
• procedendo a 20 dB/decade, si determina poi il punto A’ in corrispondenza dell’intersezione con la curva del guadagno dell’amplificatore non retroazionato.
In tal modo abbiamo migliorato il guadagno di banda rispetto al caso precedente, ma serve maggior precisione in quanto lo zero deve coincidere con il polo da eliminare.
L’andamento della rete che introduce il polo è disegnata in arancione. L’amplificazione dell’amplificatore risultante è riportato in azzurro.