模电课件负反馈放大电路的稳定性.ppt

1、6.5.1 负反馈放大电路的自激条件 6.5.2 用波特图判断负反馈放大电路的自激,6.5 负反馈放大电路的稳定问题,负反馈可以改善放大电路的性能指标，越大越好吗？,6.5.1 自激及稳定工作条件,1. 自激振荡现象,在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出。,由于存在RC回路，在高频区或低频区产生附加相移AF，当AF达到180，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。 在许多情况下反馈电路是由电阻构成的，所以F=0 ，AF = A+F= A。,2. 产生原因,6.5.1 负反馈放大电路的自激条件,6.5.1 自激及稳定工作

2、条件,3. 自激振荡条件,自激振荡,反馈深度,即,得自激振荡条件,幅值条件,相位条件（附加相移）,闭环增益,6.5.2 负反馈放大电路的自激,1. 波特图的绘制 2. 放大电路自激的判断 3. 环路增益波特图的引入 4. 判断自激的条件,1. 波特图的绘制,有效地判断放大电路是否能自激的方法，可用波特图。 例：有一个三极点直接耦合开环放大电路的频率特性方程式如下:,图6.23 以20lg|Av |为Y坐标的波特图 （动画6-5）,根据给定的频率特性方程，放大电路在高频段有三个极点频率fp1、fp2和fp3。105代表中频电压放大倍数（100dB），于是可画出幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线。

3、总的相频特性曲线是用每个极点频率的相频特性曲线合成而得到的。,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fc。当f= fc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。,6.5.1 自激及稳定工作条件,负反馈放大电路稳定性分析,即该点满足,对于幅度条件,6.5.1 自激及稳定工作条件,判断稳定性方法,若P点在 水平线之下，稳定；否则不稳定。,或,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。,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

4、交P点，对应的附加相移A=135，不满足相位条件，不自激。,此时A虽不是 180，但已接近正反馈的范畴，因此当信号频率接近106Hz时，即P点时，放大倍数就有所提高。,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 40 dB 的 增 益， AF= 102 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。 此时F是可取得的最大反馈系数。,6.5.1 自激及稳定工作条件,5. 负反馈放大电路稳定性分析,基本放大电,基本放大,图6.24

5、环路增益波特图,环路增益波特图,(动画6-6),4. 稳定裕度: 相位裕度m45 幅度裕度| Gm | 10 dB,4. 判断自激的条件,根据以上讨论，可将环路增益波特图分为三种情况，如图6.25所示。临界频率fc(180)大于切割频率f 0 则电路稳定。,(a)稳定:fcf0 ,Gm0dB (c)临界状态: fc=f0, Gm=0dB,图6.25 判断自激的实用方法,消除自激的条件,1、当 使 2、当 使 在靠近主极点的地方加电容,例6.5：有一负反馈放大电路的频率特性表达式 如下:,1.试判断放大电路是否可能自激, 2.如果自激使用电容补偿消除之。,解：先作出幅频特性曲线和相频特性曲线， 如图6.24所示。,图6.26 利用电容补偿消除自激振荡 （动画6-7）,加电容补偿，改变极点频率fp1的位置至102 Hz处，从新的相频特性曲线可知，在f 0处有