負反饋放大電路的穩(wěn)定性.ppt

第十九講 負反饋放大電路的穩(wěn)定性,一、自激振蕩產生的原因及條件,二、負反饋放大電路穩(wěn)定性的分析,三、負反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷,四、消除自激振蕩的方法,一、自激振蕩產生的原因及條件,1. 現象：輸入信號為0時，輸出有一定幅值、一定頻率的信號，稱電路產生了自激振蕩。,負反饋放大電路自激振蕩的頻率在低頻段或高頻段。,2. 原因,在低頻段或高頻段，若存在一個頻率f0，且當 f f0 時附加相移為，則,對 f=f0的信號，凈輸入量是輸入量與反饋量之和。,在電擾動下，如合閘通電，必含有頻率為f0的信號，對于f = f0 的信號，產生正反饋過程,輸出量逐漸增大，直至達到動態(tài)平衡，電路產生了自激振蕩。,3. 自激振蕩的條件,由于電路通電后輸出量有一個從小到大直至穩(wěn)幅的過程，起振條件為,二、負反饋放大電路穩(wěn)定性的分析,附加相移由放大電路決定; 振蕩只可能產生在高頻段。,設反饋網絡為電阻網絡，放大電路為直接耦合形式。,因沒有滿足相位條件的頻率，故引入負反饋后不可能振蕩。,因沒有滿足幅值條件的頻率，故引入負反饋后不可能振蕩。,對于產生180附加相移的信號頻率，有可能滿足起振條件，故引入負反饋后可能振蕩。,對于單管放大電路:,對于兩級放大電路:,對于三級放大電路:,什么樣的放大電路引入負反饋后容易產生自激振蕩？,三級或三級以上的直接耦合放大電路引入負反饋后有可能產生高頻振蕩；同理，耦合電容、旁路電容等為三個或三個以上的放大電路，引入負反饋后有可能產生低頻振蕩,放大電路的級數越多，耦合電容、旁路電容越多，引入的負反饋越深，產生自激振蕩的可能性越大。,環(huán)路放大倍數AF越大，越容易滿足起振條件，閉合后越容易產生自激振蕩。,三、負反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷,已知環(huán)路增益的頻率特性來判斷閉環(huán)后電路的穩(wěn)定性。,使環(huán)路增益下降到0dB的頻率，記作fc； 使AF(2n1) 的頻率，記作f0。,fc,f0,fc,f0,三、負反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷,fc,f0,滿足起振條件,電路不穩(wěn)定,電路穩(wěn)定,f0 fc，電路不穩(wěn)定，會產生自激振蕩； f0 fc，電路穩(wěn)定，不會產生自激振蕩。,穩(wěn)定裕度,電路穩(wěn)定,Gm,幅值裕度,相位裕度,Gm10dB，且m45，負反饋放大電路才具有可靠的穩(wěn)定性。,四、消除自激振蕩的方法,1. 簡單滯后補償,常用的方法為滯后補償方法。 設放大電路為直接耦合方式，反饋網絡為電阻網絡。,在最低的上限頻率所在回路加補償電容。,補償電容,1. 簡單滯后補償,最大附加相移為-135,具有45的相位裕度，故電路穩(wěn)定,補償前,補償后,滯后補償法是以頻帶變窄為代價來消除自激振蕩的。,2. 密勒補償,在獲得同樣補償的情況下，補償電容比簡單滯后補償的電容小得多。,在最低的上限頻率所在回路加補償電容。,補償前,補償后,3. RC 滯后補償：在最低的上限頻率所在回路加補償。,上式表明，最大附加相移為180，不滿足起振條件，閉環(huán)后一定不會產生自激振蕩，電路穩(wěn)定。,RC 滯后補償與簡單滯后補償比較,簡單補償后的幅頻特性,RC滯后補償后的幅頻特性,補償前,滯后補償法消振均以頻帶變窄為代價，RC滯后補償較簡單電容補償使頻帶的變化小些。 為使消振后頻帶變化更小，可考慮采用超前補償的方法，略。,討論一,試問電路閉環(huán)后會產生自激振蕩嗎？若已知反饋網絡為純電阻網絡