负反馈放大电路的自激问题

时间:2023-03-14来源:佚名
一、产生自激的原因和条件

自激是指:电路没有输入信号,也会有输出。

下面电路是一个电压串联负反馈,假若电路具有三个极点频率,其频率特性表达式和开环对数幅频特性如下:

负反馈放大电路的自激问题

开环幅频特性表达式:负反馈放大电路的自激问题

从频率特性曲线可知,在通频带以内,即负反馈放大电路的自激问题其附加相移还是小于负反馈放大电路的自激问题,所以引入的还是负反馈。 而在通频带以外,如在(fp)频率上,其此时的附加相移已是-负反馈放大电路的自激问题了(即负反馈放大电路的自激问题),这说明,放大器在通频带以内是负反馈,但是在通频带以外的某一频率上,原负反馈已变成了正反馈了,这导致放大器工作不稳定,可能自激。由增益函数负反馈放大电路的自激问题可知,当负反馈放大电路的自激问题时,闭环增益变为无穷大,即此时,无输入也会有输出,电路产生了自激。所以,产生自激的幅度条件为:负反馈放大电路的自激问题

也可写成:负反馈放大电路的自激问题(或20负反馈放大电路的自激问题),(幅度平衡条件);

负反馈放大电路的自激问题,(相位平衡条件)。

负反馈放大器要产生自激振荡必须满足两个条件,幅度条件和相位条件。

在通频带以内,该电路是负反馈,而当在通频带以外,在波特图中的负反馈放大电路的自激问题其附加相移-负反馈放大电路的自激问题,如果此时的信号负反馈放大电路的自激问题,该信号正好代替了负反馈放大电路的自激问题,即使为0,反馈回来的信号又经放大和反馈,如此不断的循环,电路会具有一定的输出。实际上,整个起振过程为:刚开始时环路增益负反馈放大电路的自激问题使反馈回来的信号不断加强,由于器件的非线性,负反馈放大电路的自激问题逐渐接近并等于1,振荡幅度达到平衡。

二、稳定判据和稳定裕度

一个负反馈放大器工作是否稳定,会不会产生自激振荡?可以通过产生自激的两个条件决定。

1. 稳定判据

方法:用环路增益的波特图来判断。

判据:负反馈放大电路的自激问题(或20负反馈放大电路的自激问题),(幅度平衡条件);

负反馈放大电路的自激问题,(相位平衡条件)。

具体操作:①作出环路增益波特图;

② 从相位条件看幅度

负反馈放大电路的自激问题

从波特图的负反馈放大电路的自激问题处,找幅频特性上的幅度负反馈放大电路的自激问题是>0dB还是<0dB,如>0dB则一定自激;如<0dB则放大电路工作稳定,不会自激。

③ 从幅度条件看相位

负反馈放大电路的自激问题

负反馈放大电路的自激问题=0dB处,找相频特性上的附加相移负反馈放大电路的自激问题,>负反馈放大电路的自激问题时,必定存在某一频率,满足幅度和相位条件,使放大器产生自激振荡;如果<负反馈放大电路的自激问题时,则不满足相位条件,放大电路工作稳定,不会产生自激。

2. 稳定裕度

为保证负反馈放大器在各种环境下都处于稳定的工作,工程上在负反馈放大电路的自激问题处的回路增益或在负反馈放大电路的自激问题处的相位都有一定的余量—裕度。它是衡量一个放大器工作是否稳定的重要指标。

裕度有两种标准:① 增益裕度Gm表示环路增益的附加相移负反馈放大电路的自激问题时,其对应的环路增益,即为增益裕度Gm(幅度裕度),如图所示:

负反馈放大电路的自激问题

② 相位裕度负反馈放大电路的自激问题

表示环路增益负反馈放大电路的自激问题处时,其对应的环路附加相移为相位裕度负反馈放大电路的自激问题。 放大器的幅度裕度和相位裕度总称放大器的稳定裕度。

三、消除自激振荡的方法

思路:用相位补偿来破坏产生自激振荡的两个条件;

具体方法:在放大电路的适当地方加阻容元件(RC元件),使环路增益的频率性发生变化,从而相位和幅度不满足自激条件。

1. 电容滞后补偿法

将补偿电容连接在前一级的输出电阻和后一级的输入电阻都比较大的回路,如下二个电路所示。它的目的是使决定上限的截止频率下移。

负反馈放大电路的自激问题

该两个电路的等效电路可以画成下面的形式:

负反馈放大电路的自激问题

在未接补偿电容C前,其上限频率为:负反馈放大电路的自激问题

接入补偿电容C后,上限频率变为:负反馈放大电路的自激问题

现以三级开环幅频特性为例,补偿前的频率特性复数表达式为:负反馈放大电路的自激问题

补偿后fp被fp’代替,所以表达式变为:

负反馈放大电路的自激问题负反馈放大电路的自激问题

假定原负反馈放大电路的自激问题,补偿后负反馈放大电路的自激问题,则补偿后的频率特性如粗线所示。

补偿前后,同样以负反馈放大电路的自激问题的相位裕度下:补偿前,反馈系数最大只可负反馈放大电路的自激问题,补偿后F可以为负反馈放大电路的自激问题,即可加深负反馈了。

该补偿优缺点:简单,方便;但上限频率下降了,通带变窄了。

2. 阻容滞后补偿法(RC滞后补偿)

该补偿也称零点—极点补偿,在原单接电容补偿的地方改接电阻R和电容C串联。它同样可以与电容补偿一样写出补偿前后的频率特性表达式,然后画出补偿前后的Bode Map,求出补偿后的上限频率和通带宽度。这种补偿同样使通带变窄,但比单纯用电容补偿时的通带要宽一些 。所以,普遍采用。

3. 密勒效应补偿法

补偿原理与前相同,只是此时可以用较小的电容值,就可起到明显补偿效果。这种补偿的电路如图所示:

负反馈放大电路的自激问题

几种密勒效应补偿电路:

负反馈放大电路的自激问题

4. 相位超前补偿法

该种补偿的基本思路:设法在环路增益负反馈放大电路的自激问题处的相位超前,使之不满足自激条件。这种补偿可以不损失通频带的宽度,但对电路参数苛刻,且较难调节。

负反馈放大电路的自激问题

相关阅读

解决问题重要还是规范重要呢?

只要思想不滑坡,办法总比困难多,老板总是一直这样教育我们。很多时候老电工也习惯了,遇到问题总是自己想办法处理,规范也就显得没那么重要咯。电工小白初看这电箱,再次细...
2023-04-04
解决问题重要还是规范重要呢?

闪断、晃电或急电是什么意思,如何解决?

你是否曾经遇到过家里电灯突然一闪,然后又恢复正常的情况?或者电子设备突然重启?这种现象在电力系统中被称为“电压暂降”,是配电系统中最常见的一种电压扰动现象。虽...
2024-08-19
闪断、晃电或急电是什么意思,如何解决?

供电可靠性水平及其发展阶段,了解了解

世界上供电可靠性的发展历程大体分为三个阶段:低可靠性水平阶段、迅速发展阶段和高可靠性水平阶段。供电可靠性三个阶段的发展变化如图1−1所示。 图1−1 供电可靠性三个发展阶...
2023-07-05
供电可靠性水平及其发展阶段,了解了解

二极管的作用与分类

一 整流 :整流二极管主要用于整流电路,把交流电变换成脉动的直流电。 常见的整流二极管有1N4007,1N5399和1N5408等。 二:稳压:这种管子是利用二极管的反向击穿特性制成,反接在电...
2023-04-03
二极管的作用与分类

干货来了-电工基础知识,能搞懂90%的一定不是假电工

干货来了-电工基础知识,能搞懂90%的一定不是假电工,快来看看您掌握多少? 1电工必备基础知识 1、左零右火 2、三相五线制用颜色黄、绿、红、淡蓝色分别表示U、V、W、N 保护接地线...
2023-06-11
干货来了-电工基础知识,能搞懂90%的一定不是假电工

热销商品

加长球头内六角扳手L型六方棱套装万能2 2.5 3 4 5 6 8 10-30号mm

加长球头内六角扳手L型六方棱套装(22.5–30mm)专为高扭矩与深孔作业设计,适用于机械维修、工业装配及精密设备维护。套装涵盖22.5、3、4、5、6、8、10至30mm等多种规...
1.15

萝卜头螺丝刀磁性两用伸缩螺丝刀一字十字梅花平口短小改锥

萝卜头螺丝刀是一款多功能、便携实用的手动工具,集一字、十字、梅花(星型)等多种刀头于一体,采用磁性设计,可牢固吸附螺丝,提升操作效率。其独特的伸缩结构让刀头可灵活...
3.28

U型橡胶件玻璃包护边软胶卡槽式锋利防割划防撞封边电柜密封嵌条

U型橡胶件玻璃包护边软胶卡槽式锋利防割划防撞封边电柜密封嵌条,专为电气设备柜体、玻璃边缘及金属框架设计。采用优质耐候橡胶材质,具备优异的柔韧性与抗老化性能,...
3

儿童帽安全帽工地小孩活动团队农民工表演防砸耐安洪宏安免费印字

洪宏安儿童安全帽专为工地参观、儿童活动及农民工团队表演设计,具备优异的防砸、耐冲击性能,符合国家安全防护标准。采用轻质高强度材料,佩戴舒适,透气性好,适合长时间...
11.8

防静电镊子不锈钢摄子可换头塑料陶瓷聂孑耐高温电子维修工具套装

防静电镊子不锈钢摄子套装是一款专为精密电子维修设计的工具组合,采用高品质不锈钢材质,具备优异的耐腐蚀性与机械强度。其表面经过特殊防静电处理,有效避免静电对敏...
3.15

网站栏目