《专业课模电负反馈自激振荡》.docx
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《专业课模电负反馈自激振荡》
b6.6负反馈放大器的稳定性
一.产生自激振荡的原因及条件
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.产生自激振荡的原因
_基本放大
电路A
反馈网络
中频时:
光广X-%为负反馈。
高频或低频时,放大器产生的附加相移达到180。
时。
I丸变为正反馈。
自激振荡条件:
AF=-1
3.自激振荡的条件
由以上分析知:
基本放大电路A
(
知=0-心
Xf
•.••
反馈网络
•
Xid--AFXid
F
分解为幅值条件与相位条件:
AF=1
幅值条件
△伊a+△伊f二(2〃+1)x180°
相位条件(附加相移)
Avv/dB
vsm/dB
一90°
-180。
—270°
ReinJift^Uflhrer/ikyofScience&Toehnolo<)y
讨论:
1、本级反馈A^max=±90。
稳定
两级反馈AQmax=±180。
稳定
三级以上的负反馈才可能自激
2、若左外蜒=±180。
时
af|
阴T临界
AF>1自激
W二、负反馈放大电路稳定性分析
1、稳定工作条件
或"户=1i|9a+0f|vl8O。
破坏自激振荡条件
I|af|<1
I(pa+(p{=(2〃+1)180°
当反馈网络为纯电阻网络,且幅值用分贝数表示时,上式可写为:
其中Gm—幅值裕量,
伊m相位裕量,
一般要求Gm<-10d
保证可靠稳定,
一般要求%245。
留有余地。
ReinJift^Uflhrer/ikyofScience&Teehnolo<)y
通常将(pa+(pf=-180。
时的201g"值定义为G
稳定状态:
儿”),GmVOdB。
从以=一180。
出发,得到的GmVOdB,BPAF<1,不满足幅度条件。
自激状态:
A4),Gm>0dB。
从以=一180。
出发,得到
的Gm>OdB,艮PAF>1,满足幅度条件。
临界状态:
人寸*0,Gm=OdB。
从仞a=—发,得到
的Gm=OdB,艮PAF=lo
2、判断能否自激的方法
方法一:
(1)画出人六的波特图
20lg|AF
(2)找出两个特定的频率
201g|AF|=0^/o
AF=—180。
—>fc
(3)判断fo>fc=自激
fo=fcn临界
fo (4)若不自激,则判断幅度裕度和相位裕度 ⑵作201g{水平线F (3)判断是否满足相位裕度扁245。 例: a=以5 ”(1+j斜1+j希)(1+#) 1.反馈系数尸1=10-4 2.反馈系数尸2=1。 一33.反馈系数”3=1。 一2 判断能否自激 1.反馈系数81=10-4 闭环波特图与开环的波特图交P点,对应的附加相移心=-90°,不自激。 2.反馈系数尸2=1。 一3 闭环波特图与开环的波特图交P'点,对应的附加相移心=-135°,不自激。 3.反馈系数凡=10一2疽爽I*'妲 80 60 40 20 幅度条件,放大电路产生 在图中,当 201g|^||201g|iv|/dB (6DdB)100 (40dB)80 (20dB)如 (OdB)40 20 F3=O.O1时,MN线为201g仔/牛OdB。 201g|AF=OdB这条线与幅频特性的交点为fo。 此时|af|=i, 9a=—18。 °,幅度和相位条件都满足自激条件,所 ^: : : i7r T可: 靠稳定区 蜘,临界自激线密: 严定区) ///■z/z/Z/ZZ 201g|l/F4lM" ///7 N'' 1f 11 11 11 10310410510 201g|l)F2|M' 201g|lfF3|M: % A 0,: ,-45-90,-135-180-225-270 以201gAF=OdB这 (1Mg听条线是临界自激线。 4越大,表明反馈深度越深 F越大,水平线201矣下移,越容易自激 F 反馈深度越深,越容易自激。 IAFK1. 再自激 三、消除自激的常用措施 (1)减小反馈系数F或减 小反馈深度I1+AFI的值,使相位移△史宜顼80。 时, 例: 反馈系数F=0.1时,电路自激,减小F为0.001,幅频特性下移40dB,则电路不 缺点: 反馈深度下降,不利于放大电路其它性能的改善。 (2)相位补偿 相位补偿就是在基本放大器或反馈网络中增加一些阻容元件(如R、C等),人为地拉开各极点间的间距,使在一定要求的反馈深度下负反馈放大器能稳定的工作。 这种补偿也称为频率补偿。 (Dpi= 敬。 +乌) 为了降低%I,加入补偿电容 fi? plV(Opi 从而达到增大反馈系数的目的。 如果补偿后可以使反馈系数达到1,则称为全补偿. ReinJiA9Uflhr^r/ikyofSeience&Technology 例: 有一负反馈放大电路的频率特性表达式如下 105 .V/// 峋(1+哈)(1+扁)(1+佶) 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 图利用电容补偿消除自激振荡 由^=-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,改变极点频率扇的位置至 102Hz处,从新的相频特性曲线可知,在/'彳处有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=0.1o
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