負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性.ppt

第十九講 負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性,一、自激振蕩產(chǎn)生的原因及條件,二、負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性的分析,三、負(fù)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(chǎn)生的原因及條件,1. 現(xiàn)象：輸入信號(hào)為0時(shí)，輸出有一定幅值、一定頻率的信號(hào)，稱(chēng)電路產(chǎn)生了自激振蕩。,負(fù)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(gè)頻率f0，且當(dāng) f f0 時(shí)附加相移為，則,對(duì) f=f0的信號(hào)，凈輸入量是輸入量與反饋量之和。,在電擾動(dòng)下，如合閘通電，必含有頻率為f0的信號(hào)，對(duì)于f = f0 的信號(hào)，產(chǎn)生正反饋過(guò)程,輸出量逐漸增大，直至達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，電路產(chǎn)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(gè)從小到大直至穩(wěn)幅的過(guò)程，起振條件為,二、負(fù)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(chǎn)生在高頻段。,設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為電阻網(wǎng)絡(luò)，放大電路為直接耦合形式。,因沒(méi)有滿(mǎn)足相位條件的頻率，故引入負(fù)反饋后不可能振蕩。,因沒(méi)有滿(mǎn)足幅值條件的頻率，故引入負(fù)反饋后不可能振蕩。,對(duì)于產(chǎn)生180附加相移的信號(hào)頻率，有可能滿(mǎn)足起振條件，故引入負(fù)反饋后可能振蕩。,對(duì)于單管放大電路:,對(duì)于兩級(jí)放大電路:,對(duì)于三級(jí)放大電路:,什么樣的放大電路引入負(fù)反饋后容易產(chǎn)生自激振蕩？,三級(jí)或三級(jí)以上的直接耦合放大電路引入負(fù)反饋后有可能產(chǎn)生高頻振蕩；同理，耦合電容、旁路電容等為三個(gè)或三個(gè)以上的放大電路，引入負(fù)反饋后有可能產(chǎn)生低頻振蕩,放大電路的級(jí)數(shù)越多，耦合電容、旁路電容越多，引入的負(fù)反饋越深，產(chǎn)生自激振蕩的可能性越大。,環(huán)路放大倍數(shù)AF越大，越容易滿(mǎn)足起振條件，閉合后越容易產(chǎn)生自激振蕩。,三、負(fù)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(lái)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(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷,fc,f0,滿(mǎn)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(huì)產(chǎn)生自激振蕩； f0 fc，電路穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)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(fù)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(jiǎn)單滯后補(bǔ)償,常用的方法為滯后補(bǔ)償方法。 設(shè)放大電路為直接耦合方式，反饋網(wǎng)絡(luò)為電阻網(wǎng)絡(luò)。,在最低的上限頻率所在回路加補(bǔ)償電容。,補(bǔ)償電容,1. 簡(jiǎn)單滯后補(bǔ)償,最大附加相移為-135,具有45的相位裕度，故電路穩(wěn)定,補(bǔ)償前,補(bǔ)償后,滯后補(bǔ)償法是以頻帶變窄為代價(jià)來(lái)消除自激振蕩的。,2. 密勒補(bǔ)償,在獲得同樣補(bǔ)償?shù)那闆r下，補(bǔ)償電容比簡(jiǎn)單滯后補(bǔ)償?shù)碾娙菪〉枚唷?在最低的上限頻率所在回路加補(bǔ)償電容。,補(bǔ)償前,補(bǔ)償后,3. RC 滯后補(bǔ)償：在最低的上限頻率所在回路加補(bǔ)償。,上式表明，最大附加相移為180，不滿(mǎn)足起振條件，閉環(huán)后一定不會(huì)產(chǎn)生自激振蕩，電路穩(wěn)定。,RC 滯后補(bǔ)償與簡(jiǎn)單滯后補(bǔ)償比較,簡(jiǎn)單補(bǔ)償后的幅頻特性,RC滯后補(bǔ)償后的幅頻特性,補(bǔ)償前,滯后補(bǔ)償法消振均以頻帶變窄為代價(jià)，RC滯后補(bǔ)償較簡(jiǎn)單電容補(bǔ)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(bǔ)償?shù)姆椒ǎ浴?討論一,試問(wèn)電路閉環(huán)后會(huì)產(chǎn)生自激振蕩嗎？若已知反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)