河南大学：《模拟电子技术基础》课程PPT教学课件（信号与系统）ch7.5 反馈放大电路——负反馈放大电路的稳定问题

75负反馈放大电路的稳定问题 75.1自激及稳定工作条件 2752频率补偿技术 Hoiv配

7.5 负反馈放大电路的稳定问题 7.5.1 自激及稳定工作条件 *7.5.2 频率补偿技术

7.5.1自激及稳定工作条件 1.自激振荡现象 在不加任何输 基本放大 入信号的情况下, 电路A 放大电路仍会产生 Xe 一定频率的信号输 反馈网络 F 2.产生原因 A和F在高频区或低频区产生的附加相移达到180°,使中 频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈,当满足了 定的幅值条件时,便产生自激振荡。 Hoiv配 BACKNEXT

7.5.1 自激及稳定工作条件 1. 自激振荡现象 基本放大 Xo 电路 A Xi d Xf – Xi + 反馈网络 F 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 在高频区或低频区产生的附加相移达到180 ，使中 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。 A  和F 

7.5.1自激及稳定工作条件 3.自激振荡条件 "」基本放大电路 闭环增益 1+AF 反馈深度1+AF|=0时, 自激振荡 反馈网络 F 即AF=-1(F为环路增益 又AF=4()F(O)∠q(o)+q() 得自激振荡条件 4(a)F(o)=1幅值条件 9(a1)+gn(a1)=(2n+)x180°相位条件(附加相移) 注:输入端求和的相位(-1)不包含在内 Hoiv配 BACKNEXT

7.5.1 自激及稳定工作条件 3. 自激振荡条件 自激振荡 反馈深度 1 + A F = 0 时 ， 即 AF = −1   （A  F  为环路增益） Vf 反馈网络 F 基本放大电路 A Vo –1 Vi d 又 ( ) ( ) ( ) ( ) A F = A   F   a  +  f  得自激振荡条件 A(k ) F(k ) = 1   ( ) + ( ) = (2 + 1)180  a k  f k n 幅值条件 相位条件（附加相移） 注：输入端求和的相位（-1）不包含在内 AF A A     + = 1 闭环增益 F

7.5.1自激及稳定工作条件 4.稳定工作条件 20lglAFI/dB 破坏自激振荡条件 AF<1 或 qn+n=180° qn+qr<180° 90 或写为 180 AF+G=1 图7.52反馈放大电路环路增益AF的频率响应 qn+q1=180°g+g1+gn=180° 其中Gm—幅值裕度,一般要求Gm≤-10dB保证可靠稳定, n相位裕度,一般要求9n245°留有余地。 Hoiv配 BACKNEXT

7.5.1 自激及稳定工作条件 4. 稳定工作条件 破坏自激振荡条件 AF  1   + = 180  a  f AF = 1   +  180  a  f 或 AF + Gm = 1   + = 180  a  f AF = 1   + + = 180  a  f  m 或写为 其中 Gm——幅值裕度，一般要求Gm -10dB  m——相位裕度，一般要求m 45 保证可靠稳定， 留有余地

751自激及稳定工作条件 5.负反馈放大电路稳定性分析 利用波特图分析 环路增益的幅频响应写为20-F=20g4-2则 般F与频率无关则20g的幅频响应是一条水平线 水平线201g与20g4的交点为201 20l 即该点满足|F=1 关键作出A的幅频响应和相频响应波特图 Hoiv配 BACKNEXT

7.5.1 自激及稳定工作条件 5. 负反馈放大电路稳定性分析 F AF A     1 环路增益的幅频响应写为 20lg = 20lg − 20lg 一般 F  与频率无关 ，则 F 1 20lg 的幅频响应是一条水平线 利用波特图分析 关键作出 A  的幅频响应和相频响应波特图 F 1 水平线 20lg A 与20lg 的交点为 F 1 20lg A = 20lg AF = 1 即该点满足  

751自激及稳定工作条件 5.负反馈放大电路稳定性分析 判断稳定件方法 (1)作出A的幅频响应和相频响应波特图 (2)作20g水平线 (3)判断是否满足相位裕度qm≥45° 在水平线20与20g的交点作垂线交相频响应曲线的一点 若该点o≤135°满足相位裕度,稳定;否则不稳定。 或在相频响应的=135°点处作垂线交20-4于P点 若P点在20g水平线之下,稳定;否则不稳定。 Hoiv配 BACKNEXT

7.5.1 自激及稳定工作条件 5. 负反馈放大电路稳定性分析 (2) 作 F 1 20lg 水平线 判断稳定性方法 (1) 作出 A  的幅频响应和相频响应波特图 F 1 在水平线 20lg A 与20lg 的交点作垂线交相频响应曲线的一点 (3) 判断是否满足相位裕度  m  45 若该点  135  a 满足相位裕度，稳定；否则不稳定。 在相频响应的  a = 135 点处作垂线交 20lg A 于P点 若P点在 水平线之下，稳定；否则不稳定。 F 1 20lg 或

P点交在20g4的20dB/十倍频程处,放大电路是稳定的。 5.负反馈放大电路稳定性分析 AF=1点 20lg HAvI/dB F越大,水平线20g/ 100 20B/倍频程 20g山下移,越 80 7)a240B/倍频程 容易自激 60dB/倍频程 F越大,表明 增大10121102101 101 (10 w/(rad/s) 反馈深度越深 a90=3.2×10ra/s 反馈深度越深, 135 越容易自激。 -18 二二二二二 225 图75.3反馈放大电路稳定性图解 Hoiv配 BACKNEXT

7.5.1 自激及稳定工作条件 5. 负反馈放大电路稳定性分析 基本放大电 A F = 1点 基本放大 F 增大 反馈深度越深， 越容易自激。 F 越大，水平线 下移，越 F 1 20lg 容易自激 F 越大，表明 反馈深度越深 P点交在 20lg A 的-20dB/十倍频程处，放大电路是稳定的

751自激及稳定工作条件 思考 如果20g4在0dB线以上只有一个转折频率,则无论反 馈深度如何,电路都能稳定工作,对吗?(假设F为无源网 络) 0dB线以上只有一个转折频率,则20g在0dB线以上的 斜率为20B十倍频程。闪最大为1,即20-12=0dB 无论反馈深度如何,P点都交在20g4的20B升倍频程处, 放大电路是稳定的。 Hoiv配 end BACK

end 7.5.1 自激及稳定工作条件 思考 如果 在0dB线以上只有一个转折频率，则无论反 馈深度如何，电路都能稳定工作，对吗？（假设 为无源网 络） A 20lg F  F 最大为 1，即 0 dB 1 20lg = F 0dB线以上只有一个转折频率，则 20lg A 在0dB线以上的 斜率为-20dB/十倍频程。 无论反馈深度如何，P点都交在 的-20dB/十倍频程处， 放大电路是稳定的。 A 20lg