目录

负反馈放大电路的稳定性

自激振荡

现象

产生原因

自激振荡的平衡条件

负反馈放大电路稳定性的定性分析

负反馈放大电路稳定性的判断

消除自激振荡的方法

简单滞后补偿

密勒补偿

RC滞后补偿

其他问题

放大电路中的正反馈

电流反馈型集成运放

电流模技术

 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

方框图法解负反馈放大电路


 

负反馈放大电路的稳定性

自激振荡

现象

输入信号为零时,输出有一定的幅值、频率的信号,称电路产生自激振荡

产生原因

负反馈放大电路的一般表达式:模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

中频段模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题相角是:模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题(n为整数);得到净输入量、输入量、反馈量之间关系:模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

低频段(高通电路)、高频段(低通电路)中,模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题将产生超前、滞后相移。在中频段相位关系的基础上所产生的这些相移称为附加相移,用(模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题+模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题)表示

当一频率模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题的信号使附加相移:模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题+模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题=模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题(n为奇数);反馈量与中频段相比,产生超前、滞后180度的附加相移,则净输入量、输入量、反馈量之间关系:模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题,可见输出量也增大,反馈的结果使放大倍数增大。

在输入信号为零时,由电扰动,必有含有频率为模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题的信号,使模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题+模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题=模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题,产生如下正反馈过程,输出量逐渐增大,直至达到动态平衡,电路产生了自激振荡

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

 电路一旦产生自激振荡将无法正常放大,电路处于不稳定状态。

自激振荡的平衡条件

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

输入为零时,输出维持输出; 模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题=模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

根据模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题【自激振荡的平衡条件】:模:模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题【幅值平衡条件】;相角模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题(n为整数)【相位平衡条件】

在起振的过程中,输出量模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题有一个从小到大变化过程,故起振条件模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

负反馈放大电路稳定性的定性分析

设反馈网络为电阻网络(使附加相移由放大电路决定);放大电路为直接耦合(振荡只可能发生在高频段)

则:

     对于单管放大电路:模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题 模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题【不满足相位条件的频率】

     对于两级放大电路:模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题 模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题,模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题【不满足幅值条件的频率】

     对于三级放大电路:模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题 模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题,模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题【可能满足起振条件,可能发生自激振荡】

      模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

故:

三级或三级以上的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,旁路电容等三级或三级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,引入负反馈越深,产生自激振荡的可能性越大啊

电路的自激振荡是由其自身决定的,不应起输入信号的改变而改变。要消除自激振荡,就必须破坏产生振荡的条件。只有消除了自激振荡放大电路才能稳定的工作。

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,模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题;使模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题得频率,模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

 模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题 < 模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题 ,电路不稳定,会产生自激振荡

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题 > 模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题 ,电路稳定,不会产生自激振荡

!!!模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题,才具有稳定性!!!

消除自激振荡的方法

改变模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题的频率特性,使之不产生模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题或者存在模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题,但是模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题>模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

设反馈网络为纯电阻网络进行如下分析:

简单滞后补偿

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

 选择在最低的上限截止频率所在回路加补偿电容

加补偿前:

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

加补偿电容C后:

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

若补偿后,模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题,则表明:模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题 时模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题 即模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题,并且具有45度的相位裕度,故电路一定不会发生自激振荡。

缺点:滞后补偿法是以频带变宽为代价来消除自激振荡

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

密勒补偿

在最低的上限频率所在放大电路中加补偿电容。

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

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 

RC滞后补偿

在最低的上限截止频率所在回路加补偿电容

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

RC滞后补偿不仅可以消除自激震荡,而且还可以使带宽的损失有所改善。

补偿前:模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

补偿后系数模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题 取代 模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题,则:模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

即最大附加相移为-180度,不满足起振条件,闭环后一定不会出现自激振荡,电路稳定。


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


其他问题

放大电路中的正反馈

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题 

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 

电流反馈型集成运放

电流模技术

信号传递过程除与晶体管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 

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

优点:1、只要模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题就仅受模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题限制

2、模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题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

 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

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

 模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题   模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

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

方框图法解负反馈放大电路

首先求解负反馈放大电路的基本放大电路及动态参数,反馈网络,反馈系数,然后求解负反馈放大电路的动态参数

模电(二十一)负反馈放大电路的稳定性及其他问题

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