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* * * * * * * * * * 7.8 负反馈放大电路的稳定性 一、自激振荡产生的原因及条件 二、负反馈放大电路稳定性的分析 三、负反馈放大电路稳定性的判断 四、消除自激振荡的方法 一、自激振荡产生的原因及条件 1. 现象：输入信号为0时，输出有一定幅值、一定频率的信号，称电路产生了自激振荡。 负反馈放大电路自激振荡的频率在低频段或高频段。 低频干扰或产生了轻微低频振荡 高频干扰或产生了轻微高频振荡 实验波形 在电扰动下，如合闸通电，必含有频率为f0的信号，对于f = f0 的信号，产生正反馈过程 输出量逐渐增大，直至达到动态平衡，电路产生了自激振荡。 2. 原因 在低频段或高频段，若存在一个频率f0，且当 f＝ f0 时附加相移为±π，则 3. 自激振荡的条件 由于电路通电后输出量有一个从小到大直至稳幅的过程，起振条件为 幅值平衡条件 相位平衡条件 二、负反馈放大电路稳定性的分析 ①附加相移由放大电路决定; ②振荡只可能产生在高频段。 设反馈网络为电阻网络，放大电路为直接耦合形式。 因没有满足相位条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。 因没有满足幅值条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。 对于产生－180o附加相移的信号频率，有可能满足起振条件，故引入负反馈后可能振荡。 对于单管放大电路: 对于两级放大电路: 对于三级放大电路: 什么样的放大电路引入负反馈后容易产生自激振荡？ 三级或三级以上放大电路引入负反馈后有可能产生高频振荡；同理，耦合电容、旁路电容等为三个或三个以上的放大电路，引入负反馈后有可能产生低频振荡。 放大电路的级数越多，耦合电容、旁路电容越多，引入的负反馈越深，产生自激振荡的可能性越大。 环路放大倍数AF越大，越容易满足起振条件，闭环后越容易产生自激振荡。 三、负反馈放大电路稳定性的判断 已知环路增益的频率特性来判断闭环后电路的稳定性。 使环路增益下降到0dB的频率，记作fc； 使φA＋φF＝(2n＋1)π 的频率，记作f0。 fc f0 fc f0 稳定性的判断 fc f0 满足起振条件 电路不稳定 电路稳定 f0＜ fc，电路不稳定，会产生自激振荡； f0 ＞ fc，电路稳定，不会产生自激振荡。 fc f0 Gm 幅值裕度 φm 相位裕度 电路稳定 当Gm≤－10dB且φm＞45o，才具有可靠的稳定性。 不满足 起振条件 四、消除自激振荡的方法 1. 简单滞后补偿 常用的方法为滞后补偿方法。设放大电路为直接耦合方式，反馈网络为电阻网络。 在最低的上限频率所在回路加补偿电容。 补偿电容 最大附加相移为-135° 具有45°的相位裕度，故电路稳定 补偿前 补偿后 滞后补偿法是以频带变窄为代价来消除自激振荡的。 2. 密勒补偿 在获得同样补偿的情况下，补偿电容比简单滞后补偿的电容小得多。 在最低的上限频率所在放大电路中加补偿电容。 补偿前 补偿后 等效变换 补偿电容 3. RC 滞后补偿：在最低的上限频率所在回路加补偿。 上式表明，最大附加相移为－180o，不满足起振条件，闭环后一定不会产生自激振荡，电路稳定。 补偿电路 RC 滞后补偿与简单滞后补偿比较 简单补偿后的幅频特性 RC滞后补偿后的幅频特性 补偿前 滞后补偿法消振均以频带变窄为代价，RC滞后补偿较简单电容补偿使频带的变化小些。 为使消振后频带变化更小，可考虑采用超前补偿的方法。 讨论 判断电路引入负反馈后有可能产生自激振荡吗？如可能，则应在电路的哪一级加补偿电容？ 放大电路中反馈的其它问题 一、放大电路中的正反馈 二、电流反馈型集成运放 三、方框图法解负反馈放大电路 一、放大电路中的正反馈 引入的正、负反馈目标应一致。 自举电路：通过引入正反馈，增大输入电阻，因而提高输入电压。 负反馈 正反馈 两路反馈要分别分析！ 二、电流反馈型集成运放 1. 电流模技术 信号传递过程中除与晶体管b-e间电压有关外，其余各参量均为电流量的电路称为电流模电路。 电流源电路可按比例传输电流，故称为电流模电路的单元电路。 优点： （1）只要uCE2＞UCES，iO就仅受ICM限制。 （2） iO与iI具有良好的线性关系，不受晶体管非线性特性的影响。 （3）极间电容有低阻回路，电路上限频率高。 2. 由电流反馈型集成运放组成的负反馈放大电路的频率响应 改变R1可改变增益，但上限频率不变，即频带不变，带宽增益积不是常量。 三、方框图法解负反馈放大电路 首先求出负反馈放大电路的基本放大电路及其动态参数、反馈网络和反馈系数，然后求解负反馈放大电路的动态参数，