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模电课件负反馈放大电路的稳定性

-反1馈80量,,但设已反接馈近系正 反数馈F的2=1范0-畴3,,闭因环此波当 信特号图频与率开接环近的1波06H特z 时图,交即P'P点‘点,时对,应放的大 倍数就有所提高。 附加相移A=-135, 不满足相位条件,
不自激。
再此进时一放步大加电大路反
有馈量40,dB设的反馈增系益数, F3=10-2,闭环波特 图AF与=开10环2 ×波1特0-图2=交1,
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1、当 af (2n1)18使0 AF 1 2、当 AF 1 使 af (2n1)180
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:
A v(f)V V iod(1j1f50 )1( 1j1 50 f60 )1(j1f70 )
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,
图6.23 以20lg|Av |为Y坐标的波特图 (动画6-5)
相根频据特给性定曲的线频的率Y
坐特在标高性是频方附段程加有,相三放移个大电极A。路点 当频率A=f-p1、18f0p2时和,fp3即。图
中1的05代S点表对中应频的电频压率放称 为大于临是倍界可数频画(率出1f0c幅0。d度当B)频f=,率fc 时特反性馈曲信线号和与相输位入频信率 号特同性相曲,线负。反总馈的变相成频
F 越大,水平线
20
lg
1 F
下移,越
容易自激
基A本F放大1点电
F 越大,表明 基F本增放大大 反馈深度越深, 越容易自激。
环路增益波特图
AF 1 2l0 g A F 2l0 g A 2l0 1 g /F
图6.24 环路增益波特图 (动画6-6)
4. 稳定裕度: 相位裕度m≥45 幅度裕度| Gm | ≥10 dB
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。
6.5.1 负反馈放大电路的自激条件
当1 A F = 0,闭环放大倍数无穷大,
也就是不需要输入,放大电路就有输出,放大电路产 生了自激。
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:fc>f0 ,Gm<0dB (b)自激: fc<f0 ,Gm>0dB (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
正P"好点满,足对放应大的电附路加
自相放激大移的电A幅路=-度的1条工80件作。,频当率
放提大高电到路对产应生P"自点激处。 的频率时,满足自激 此大的反时相馈F位是系条可数件取。。得的最
P6点.5交.1在自20激lg A及 的稳-2定0dB工/十作倍条频程件处,放大电路是稳定的。
5. 负反馈放大电路稳定性分析
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)
由A=-180可确
定临界自激线,所以反 馈量使闭环增益在 60dB以下时均可产生 自激。
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45的相位裕量。因 此负反馈放大电路稳定, 可消除原来的自激。此 时反馈系数F=0.1。
Af
=1AAF
xo xi
6.5.1 自激及稳定工作条件
3. 自激振荡条件
闭环增益
AF
A 1 AF
–1 Vid 基本放大电路
Vo
A
Vf
反馈深度 1 AF 0 时 ,
自激振荡
反馈网络 F
即 A F 1(AF 为环路增益)
得自激振荡条件
A (k)F (k)1
幅值条件
a (k )f(k ) (2 n 1 ) 1 8相0 位条件(附加相移)
了特正性反曲馈线,是只用要每信个号极 幅点度频满率足的要相求频,特即性可曲
线合成而得到的。 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
对于幅度条件 AF 1 2l0 A g F 2l0 A g 2l0 1 g /F 0 dB
一般 F 与频率无关,

20
lg
1 F
的幅频响应是一条水平线
若该点 a 135满足相位裕度,稳定;否则不稳定。
或 在相频响应的 a 135点处作垂线交 20 lg A 于P点
若P点在 20 lg
1 F
水平线之下,稳定;否则不稳定。
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。
此进时一步A加虽大不负是
水平线
20
lg
1 F
与20lg A
的交点为
20
lg
1 F
即该点满足 A F 1
20lg A
6.5.1 自激及稳定工作条件
判断稳定性方法
(1) 作出 A 的幅频响应和相频响应波特图
(2)

20
lg
1 F
水平线
(3) 判断是否满足相位裕度 m 45
在水平线
2频响应曲线的一点
负反馈可以改善放大电路的性能指标,越大 越好吗?
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
6.5.1 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。
2. 产生原因
由于存在RC回路,在高频区或低频区
产生附加相移ΔAF,当ΔAF达到180,使中
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:
A vV V iod(1j1f4 0)1 (1j15 0f6 0)1 (j1f7 0)
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