负反馈放大电路的稳定问题

负反馈放大电路的稳定问题第一页，共三十五页，编辑于2023年，星期五基本放大电路A反馈网络F+–×2.产生自激振荡的原因中频时：高频或低频时，放大器产生的附加相移达到180°时。为负反馈。变为正反馈。此时，若满足则Xi=0，仍会有输出信号。第二页，共三十五页，编辑于2023年，星期五3.自激振荡的条件幅值条件相位条件（附加相移）基本放大电路A反馈网络F+–×自激振荡条件：分解为幅值条件与相位条件：由以上分析知：第三页，共三十五页，编辑于2023年，星期五第四页，共三十五页，编辑于2023年，星期五讨论：1、本级反馈稳定两级反馈稳定三级以上的负反馈才可能自激2、AF<1不自激AF=1临界AF>1自激第五页，共三十五页，编辑于2023年，星期五二.负反馈放大电路稳定性的判断及稳定裕度方法一：则放大器稳定。否则自激。00-90°-180°满足：同理，为了切实保证稳定，要留有-10dB的余量，称为幅值裕度方法二：满足：则放大器稳定。否则自激。为了切实保证稳定，要留有45°余量，称为相位裕度第六页，共三十五页，编辑于2023年，星期五两个负反馈电路环路增益的频率特性第七页，共三十五页，编辑于2023年，星期五幅度裕度GmGm第八页，共三十五页，编辑于2023年，星期五相位裕度mm第九页，共三十五页，编辑于2023年，星期五判断能否自激的方法一：1、画出的波特图2、找出两个特定的频率3、判断4、若不自激，则判断幅度裕度和相位裕度第十页，共三十五页，编辑于2023年，星期五

由于负反馈的自激条件是，所以将以

20为Y坐标的波特图改变为以20为Y坐标的波特图，用于分析放大电路的自激也很方便。由于对于幅度条件||

相当在以20为Y坐标的波特图上减去即可到以环路增益20为Y坐标的波特图了。第十一页，共三十五页，编辑于2023年，星期五判断能否自激的方法二：(2)作水平线(1)作出的幅频响应和相频响应波特图在水平线的交点作垂线交相频响应曲线的一点(3)判断是否满足相位裕度m45若该点满足相位裕度，稳定；否则不稳定。在相频响应的点处作垂线交于P点若P点在水平线之下，稳定；否则不稳定。或将写为：即：第十二页，共三十五页，编辑于2023年，星期五例、设一基本放大器的增益为：第十三页，共三十五页，编辑于2023年，星期五10080604020第十四页，共三十五页，编辑于2023年，星期五相频特性曲线的Y坐标是附加相移A。当A=－180时，即图中的S点对应的频率称为临界频率fO。当f=fO时反馈信号与输入信号同相，负反馈变成了正反馈，只要信号幅度满足要求，即可自激。第十五页，共三十五页，编辑于2023年，星期五

加入负反馈后，放大倍数降低，频带展宽，设反馈系数F1=10-4，闭环波特图与开环的波特图交P点，对应的附加相移A=－90，不满足相位条件，不自激。第十六页，共三十五页，编辑于2023年，星期五

进一步加大负反馈量，设反馈系数F2=10-3，闭环波特图与开环的波特图交P'点，对应的附加相移A=－135，不满足相位条件，不自激。第十七页，共三十五页，编辑于2023年，星期五

再进一步加大反馈量，设反馈系数F3=10-2，闭环波特图与开环波特图交P"点，对应的附加相移A=－180。当放大电路的工作频率提高到对应P"点处的频率时，满足自激的相位条件。第十八页，共三十五页，编辑于2023年，星期五

再进一步加大反馈量，设反馈系数F3=10-2，闭环波特图与开环波特图交P"点，对应的附加相移A=－180。当放大电路的工作频率提高到对应P"点处的频率时，满足自激的相位条件。此时放大电路有40dB的增益，AF=100×10-2=1，正好满足放大电路自激的幅度条件，放大电路产生自激。第十九页，共三十五页，编辑于2023年，星期五在图中，当F3=0.01时，MN线为20lg=0

dB。20lg

=0

dB这条线与幅频特性的交点称为切割频率fC。此时=1，

A=－180，幅度和相位条件都满足自激条件，所以20lg=0dB这条线是临界自激线。第二十页，共三十五页，编辑于2023年，星期五反馈深度越深，越容易自激。越大，水平线下移，越容易自激越大，表明反馈深度越深结论：第二十一页，共三十五页，编辑于2023年，星期五（P290）例：已知放大电路幅频特性如图所示。引入负反馈时，反馈网络为纯电阻网络，回答下列问题：第二十二页，共三十五页，编辑于2023年，星期五第二十三页，共三十五页，编辑于2023年，星期五第二十四页，共三十五页，编辑于2023年，星期五第二十五页，共三十五页，编辑于2023年，星期五(1)减小反馈系数F或减小反馈深度|1+AF|的值，使相位移ΔΦAF=1800

时，|AF|<1.例：反馈系数F=0.1时，电路自激，减小F为0.001，幅频特性下移20dB，则电路不再自激缺点：反馈深度下降，不利于放大电路其它性能的改善。实际电路中常采用接电容和RC网络进行校正，消除自激振荡。三.自激振荡的消除方法第二十六页，共三十五页，编辑于2023年，星期五思考如果在0dB线以上只有一个转折频率，则无论反馈深度如何，电路都能稳定工作，对吗？0dB线以上只有一个转折频率，则在0dB线以上的斜率为-20dB/十倍频程。无论反馈深度如何，相交点都交在的-20dB/十倍频程处，放大电路是稳定的。因此，消除自激振荡的指导思想是，人为地降低第一个极点的频率，拉大它与第二个极点频率之间的距离，确保相交点出现在第一、二极点频率之间，即相交在-20dB/十倍频程处。第二十七页，共三十五页，编辑于2023年，星期五(2)、滞后补偿（a）简单滞补偿第二十八页，共三十五页，编辑于2023年，星期五简单滞后补偿电路高频等效电路补偿前补偿后第二十九页，共三十五页，编辑于2023年，星期五补偿前后放大电路的幅频特性第三十页，共三十五页，编辑于2023年，星期五（b）RC补偿校正为了改善通频带变窄的程度，利用RC校正网络代替电容校正网络校正网络应加在时间常数最大的那一级，即极点频率最低的放大级，通常可接在前级输出电阻和后级输入电阻都比较高的地方。第三十一页，共三十五页，编辑于2023年，星期五第三十二页，共三十五页，编辑于2023年，星期五为减小补偿电容的容量,可利用密勒效应,将补偿电容(补偿电容与电阻串联)跨接在放大电路的输入端和输出端.（c）密勒电容补偿校正第三十三页，共三十五页，编辑于2023年，星期五三、超前补偿校正若改变负反馈放大电路在环路增益为0dB点的相位，使之超前，也能破坏自激振荡条件，使f0>fc这种补偿方法称为超前补偿法，通常将补偿电容加在负反馈回路中，如图第三十四页，共三十五页，编辑于2023年，星期五小结1综上