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關(guān)于負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及消除方法第一頁,共16頁幻燈片一、自激振蕩產(chǎn)生的原因及條件1.
現(xiàn)象:輸入信號為0時,輸出有一定幅值、一定頻率的信號,稱電路產(chǎn)生了自激振蕩。
負(fù)反饋放大電路自激振蕩的頻率在低頻段或高頻段。2.
原因
在低頻段或高頻段,若存在一個頻率f0,且當(dāng)f=f0時附加相移為±π,則第二頁,共16頁幻燈片對
f=f0的信號,凈輸入量是輸入量與反饋量之和。
在電擾動下,如合閘通電,必含有頻率為f0的信號,對于f=f0的信號,產(chǎn)生正反饋過程輸出量逐漸增大,直至達(dá)到動態(tài)平衡,電路產(chǎn)生了自激振蕩。第三頁,共16頁幻燈片3.
自激振蕩的條件
由于電路通電后輸出量有一個從小到大直至穩(wěn)幅的過程,起振條件為第四頁,共16頁幻燈片二、負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性的分析①附加相移由放大電路決定;②振蕩只可能產(chǎn)生在高頻段。設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為電阻網(wǎng)絡(luò),放大電路為直接耦合形式。因沒有滿足相位條件的頻率,故引入負(fù)反饋后不可能振蕩。因沒有滿足幅值條件的頻率,故引入負(fù)反饋后不可能振蕩。對于產(chǎn)生-180o附加相移的信號頻率,有可能滿足起振條件,故引入負(fù)反饋后可能振蕩。對于單管放大電路:對于兩級放大電路:對于三級放大電路:第五頁,共16頁幻燈片什么樣的放大電路引入負(fù)反饋后容易產(chǎn)生自激振蕩?
三級或三級以上的直接耦合放大電路引入負(fù)反饋后有可能產(chǎn)生高頻振蕩;同理,耦合電容、旁路電容等為三個或三個以上的放大電路,引入負(fù)反饋后有可能產(chǎn)生低頻振蕩
放大電路的級數(shù)越多,耦合電容、旁路電容越多,引入的負(fù)反饋越深,產(chǎn)生自激振蕩的可能性越大。
環(huán)路放大倍數(shù)AF越大,越容易滿足起振條件,閉合后越容易產(chǎn)生自激振蕩。第六頁,共16頁幻燈片三、負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷已知環(huán)路增益的頻率特性來判斷閉環(huán)后電路的穩(wěn)定性。使環(huán)路增益下降到0dB的頻率,記作fc;使φA+φF=(2n+1)π的頻率,記作f0。fcf0fcf0第七頁,共16頁幻燈片三、負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷fcf0滿足起振條件電路不穩(wěn)定fcf0電路穩(wěn)定
f0<fc,電路不穩(wěn)定,會產(chǎn)生自激振蕩;f0>
fc,電路穩(wěn)定,不會產(chǎn)生自激振蕩。第八頁,共16頁幻燈片穩(wěn)定裕度fcf0電路穩(wěn)定Gm幅值裕度φm相位裕度
Gm≤-10dB,且φm≥45o,負(fù)反饋放大電路才具有可靠的穩(wěn)定性。第九頁,共16頁幻燈片四、消除自激振蕩的方法1.
簡單滯后補償常用的方法為滯后補償方法。
設(shè)放大電路為直接耦合方式,反饋網(wǎng)絡(luò)為電阻網(wǎng)絡(luò)。
在最低的上限頻率所在回路加補償電容。補償電容第十頁,共16頁幻燈片1.
簡單滯后補償最大附加相移為-135°
具有45°的相位裕度,故電路穩(wěn)定補償前補償后
滯后補償法是以頻帶變窄為代價來消除自激振蕩的。第十一頁,共16頁幻燈片2.
密勒補償
在獲得同樣補償?shù)那闆r下,補償電容比簡單滯后補償?shù)碾娙菪〉枚唷?/p>
在最低的上限頻率所在回路加補償電容。補償前補償后第十二頁,共16頁幻燈片3.
RC滯后補償:在最低的上限頻率所在回路加補償。
上式表明,最大附加相移為-180o,不滿足起振條件,閉環(huán)后一定不會產(chǎn)生自激振蕩,電路穩(wěn)定。第十三頁,共16頁幻燈片RC滯后補償與簡單滯后補償比較簡單補償后的幅頻特性RC滯后補償后的幅頻特性補償前
滯后補償法消振均以頻帶變窄為代價,RC滯后補償較簡單電容補償使頻帶的變化小些。為使消振后頻帶變化更小,可考慮采用超前補償?shù)姆椒?,略。第十四頁,?6頁幻燈片討論一
試問電路閉環(huán)后會產(chǎn)生自激振蕩嗎?若
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