模拟电子技术基础(第四版)第19讲 负反馈放大电路的稳定性

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第十九讲负反馈放大电路的稳定性一、负反馈放大电路产生自激振荡的缘由及条件二、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、清除自激振荡的方法

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一、自激振荡产生的缘由及条件1、现象：输入信号为0时，输出有肯定幅值、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。2、缘由在低频段或高频段，假设存在一个频率f0,且当f=f0时附加相移为π,那么'*i*i*f

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对f=f0的信号，净输入量是输入量与反馈量之和。

'*i*i*f

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'*o*f*i*o

输出量渐渐增大，直至达到动态平衡，电路产生了自激振荡。

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3、自激振荡的条件*i0时，*o维持*o*oAF*o

AF=1

AF1AF(2n1)

(n为整数)

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AF1

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二、负反馈放大电路稳定性的分析设反馈网络为电阻网络，放大电路为径直耦合形式。①附加相移由放大电路决断;②振荡只可能产生在高频段。对于单管放大电路:对于两级放大电路:f时，'A

90,0A

因没有满意相位条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。'f时，A180,0A

因没有满意幅值条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。对于三级放大电路:'f时，A270,0A

对于产生-180o附加相移的信号频率，有可能满意起振条件，故引入负反馈后可能振荡。

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什么样的放大电路引入负反馈后简单产生自激振荡？

三级或三级以上的径直耦合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环路放大倍数AF越大，越简单满意起振条件，闭合后越简单产生自激振荡。

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。

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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。

fcf0

fcf0

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三、负反馈放大电路稳定性的判断满意起振条件

fcf0

fcf0

电路不稳定

电路稳定

f0fc,电路不稳定，会产生自激振荡；f0fc,电路稳定，不会产生自激

振荡。

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稳定裕度幅值裕度fcGmf0φm

Gm≤-10dB,且φm≥45o,负反馈放大电路才具有牢靠的稳定性。

电路稳定

相位裕度

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四、清除自激振荡的方法常用方法为滞后补偿方法。设放大电路为径直耦合方式，反馈网络为电阻网络。

1、简约滞后补偿20lg│AF│-20dB/十倍频-40dB/十倍频-60dB/十倍频..

AF(1j

AmFmffH1)(1jffH2)(1jffH3)

在最低的上限频率所在回路加补偿电容。补偿电容

OfH1'

fH1

fH2

fH3

f

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1、简约滞后补偿AF(1jAmFmffH1'

)(1j

ffH2

)(1j

ffH3

)

补偿后，当

ffH2时，lgAF0dB。20

补偿前

补偿后

滞后补偿法是以频带变窄为代价来清除自激振荡的。最大附加相移为-135具有45的相位裕度，故电路稳定

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2、密勒补偿在最低的上限频率所在回路加补偿电容。C'

C'(1k)C

补偿前

在获得同样补偿的状况下，补偿电容比简约滞后补偿的电容小得多。补偿后

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3、RC滞后补偿：在最低的上限频率所在回路加补偿。AF(1jAmFmffH1)(1jffH2)(1jffH3)

1j补偿后产生系数：1j

ffH2ffH1''

,取代

11jffH1

假设fH2fH2,那么AF'

AmFm(1jffH1'

)(1j

ffH3

)

上式说明，最大附加相移为-180o,不满意起振条件，闭环后肯定不会产生自激振荡，电路稳定。

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RC滞后补偿与简约滞后补偿比较补偿前

简约补偿后的幅频特性

RC滞后补偿后的幅频特性

滞后补偿法消振均以频带变窄为代价，RC滞后补偿较简约电容补偿使频带的改变小些。为使消振后频带改变更小，可考虑采纳超前补偿的方法，略。

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争论一试问电路闭环后会产生自激振荡吗？假设已知反馈网络为纯电阻网络，且20lg