负反馈放大电路自激振荡条件
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a. 如果 ? ? A ? ? ? F f ? f0 ? 180? 电路稳定
b. 如果 ? ? A ? ? ? F f ? f0 ? 180? 电路不稳定
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模拟电子技术基础
电路1
20
lg|
??
AF
|
/
dB
0
不稳定
0
20
lg
|
??
AF
|
/
dB
电路 2
0
0
稳定
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模拟电子技术基础
当
时
反馈电压信号和输入电压信号同相
负反馈变为正反馈
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模拟电子技术基础
(1) 这时如果 AF ≥1，产生自激振荡。
电路中存在 a. 开启电源时的瞬间冲击电压 b. 放大电路内部元器件的热噪声电压 由于噪声和冲击电压具有很宽的频谱，其中必有某 一种频率分量满足自激振荡的条件，即使无输入信 号，也有一定的信号输出。
(3) 根据 fc 和 f0 的位置判断
20
lg
|
??
AF
|
/
dB
a. 当 fc＜f0 时
电路不稳定
0
20
lg|
??
AF
|
/
dB
0
b.当 fc＞f0 时
0
0
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电路稳定
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2．稳定裕度
20lg A?F?
(1) 幅度裕度 Gm(dB)
要求
G m ? 20 lg AF
(dB )
R2
+
C
uF R1
–
反馈放大电路具有超前附加相移
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+ RL uO
–
返回
幅
60
频
40
特
性
20
0
f H1
f H2
补偿前
不稳定
f0 fH3 f
由于电容的并入使滞后的附加相移更加滞后，所以 称为滞后补偿。
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2. 超前补偿 (1) 补偿方法
在反馈网络中加入补偿电容 C，使? ? F>0，以补偿 滞后附加相移 ? ? A (? ? A<0) 。使
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模拟电子技术基础
5.4 负反馈放大电路的自激振荡及消除
5.4.1 负反馈放大电路的自激振荡条件 ··
AF ? 1 ? 0
即
A·F· ? ? 1
将上式写成
AF ? 1
? ? A ? ? ? F ? (2n ? 1)π
幅度条件 相位条件
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模拟电子技术基础
AF ? 1
? ? A ? ? ? F ? (2n ? 1)π
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模拟电子技术基础
(2) 如果AF <1 输出信号在不断的减小 ,不会产生自激振荡。
结论 相位条件是产生自激振荡的必要条件 幅度条件是产生自激振荡的充分条件
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5.4.2 负反馈放大电路的稳定性
a. 电路包含一或二个惯性环节时，附加相移最大不 会超过 180°，不会产生自激振荡。
式中
幅度条件 相位条件
? ? A ——基本放大电路在高频或低频区内产生的
附加相移
? ? F ——反馈网络高频或低频区内产生的附加相移
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模拟电子技术基础
对于负反馈电路 1. 在中频区，反馈信号与输入信号反相，即
2. 高频或低频区，放大电路与反馈网络，因电路
中的电容而产生附加相位移 ? ? A、? ? F。
补偿电容 C
补偿网络等效电路
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(2) 补偿前后，该级电 路的上限截止频率
补偿前 补偿后
1 f H1 ? 2πRC1
f H?1
?
1 2πR(C1 ?
C)
+VCC RC
C1
C
RE
R C1+ C
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模拟电子技术基础
(3) 补偿效果
补偿后 稳定
?
20lg A /dB
模拟电子技术基础
(2) 补偿电路
(3) 反馈系数
?
? ?
补
偿
电 路
+ uI –
+–A R2
+
C
uF R1
–
+ RL uO
–
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模拟电子技术基础
·
+–A
+
式中
F0
?
R1 R1 ? R2
uI –
1 f 1 ? 2π C ( R1 // R 2 )
f2
?
1 2 π CR 2
由于
f2 ? f1
b. 电路的级数愈多，附加相移 产生自激振荡。
愈大，愈容易
c.反馈系数 F愈大，愈容易产生自激振荡 。
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模拟电子技术基础
1．判断放大电路是否稳定的方法 (1) 找相位临界频率 fc
即满足 ? ? A ? ? ? F f ? fc ? 180? 的频率点 fc
a. 如果 AF f ? fc ≥1
相位补偿的思想： 在放大电路中加入 RC相位补偿网络，使其具有 足够的幅度裕度 Gm和相位裕度 φm。
相位补偿方法
滞后补偿 超前补偿
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模拟电子技术基础
1．滞后补偿
(1) 补偿方法 在多级放大电路中的上限截止频率最低的一级放大
电路中加入 RC相位补偿网络。
+VCC
RC
R
C1
C
RE
C1+ C
f ? fc
O Gm
f0 fc f
≤-10(dB)
(2) 相位裕度 ? m 要求
?? A ? ??F
0
f0 fc f
? 90?
? m ? 180? ? ? ? A ? ? ? F f ? f0 ? 180?
> 45°
?m
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5.4.3 消除自激振荡的方法 —— 相位补偿
电路不稳定
b. 如果 AF ? 1 f ? fc 电路稳定
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模拟电子技术基础
电路 1
20
lg|
??
AF
|
/
dB
20
lg
|
??
AF
|
/
dB
电路 2
AF ? 1
O
不稳定
O
AF ? 1
O
O
稳定
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(2) 找幅度条件临界频率 f0 f0 为满足条件 AF f ? f0 ? 1 的频率
b. 如果 ? ? A ? ? ? F f ? f0 ? 180? 电路不稳定
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电路1
20
lg|
??
AF
|
/
dB
0
不稳定
0
20
lg
|
??
AF
|
/
dB
电路 2
0
0
稳定
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当
时
反馈电压信号和输入电压信号同相
负反馈变为正反馈
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(1) 这时如果 AF ≥1，产生自激振荡。
电路中存在 a. 开启电源时的瞬间冲击电压 b. 放大电路内部元器件的热噪声电压 由于噪声和冲击电压具有很宽的频谱，其中必有某 一种频率分量满足自激振荡的条件，即使无输入信 号，也有一定的信号输出。
(3) 根据 fc 和 f0 的位置判断
20
lg
|
??
AF
|
/
dB
a. 当 fc＜f0 时
电路不稳定
0
20
lg|
??
AF
|
/
dB
0
b.当 fc＞f0 时
0
0
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电路稳定
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2．稳定裕度
20lg A?F?
(1) 幅度裕度 Gm(dB)
要求
G m ? 20 lg AF
(dB )
R2
+
C
uF R1
–
反馈放大电路具有超前附加相移
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+ RL uO
–
返回
幅
60
频
40
特
性
20
0
f H1
f H2
补偿前
不稳定
f0 fH3 f
由于电容的并入使滞后的附加相移更加滞后，所以 称为滞后补偿。
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2. 超前补偿 (1) 补偿方法
在反馈网络中加入补偿电容 C，使? ? F>0，以补偿 滞后附加相移 ? ? A (? ? A<0) 。使
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5.4 负反馈放大电路的自激振荡及消除
5.4.1 负反馈放大电路的自激振荡条件 ··
AF ? 1 ? 0
即
A·F· ? ? 1
将上式写成
AF ? 1
? ? A ? ? ? F ? (2n ? 1)π
幅度条件 相位条件
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AF ? 1
? ? A ? ? ? F ? (2n ? 1)π
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(2) 如果AF <1 输出信号在不断的减小 ,不会产生自激振荡。
结论 相位条件是产生自激振荡的必要条件 幅度条件是产生自激振荡的充分条件
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5.4.2 负反馈放大电路的稳定性
a. 电路包含一或二个惯性环节时，附加相移最大不 会超过 180°，不会产生自激振荡。
式中
幅度条件 相位条件
? ? A ——基本放大电路在高频或低频区内产生的
附加相移
? ? F ——反馈网络高频或低频区内产生的附加相移
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对于负反馈电路 1. 在中频区，反馈信号与输入信号反相，即
2. 高频或低频区，放大电路与反馈网络，因电路
中的电容而产生附加相位移 ? ? A、? ? F。
补偿电容 C
补偿网络等效电路
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(2) 补偿前后，该级电 路的上限截止频率
补偿前 补偿后
1 f H1 ? 2πRC1
f H?1
?
1 2πR(C1 ?
C)
+VCC RC
C1
C
RE
R C1+ C
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(3) 补偿效果
补偿后 稳定
?
20lg A /dB
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(2) 补偿电路
(3) 反馈系数
?
? ?
补
偿
电 路
+ uI –
+–A R2
+
C
uF R1
–
+ RL uO
–
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·
+–A
+
式中
F0
?
R1 R1 ? R2
uI –
1 f 1 ? 2π C ( R1 // R 2 )
f2
?
1 2 π CR 2
由于
f2 ? f1
b. 电路的级数愈多，附加相移 产生自激振荡。
愈大，愈容易
c.反馈系数 F愈大，愈容易产生自激振荡 。
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1．判断放大电路是否稳定的方法 (1) 找相位临界频率 fc
即满足 ? ? A ? ? ? F f ? fc ? 180? 的频率点 fc
a. 如果 AF f ? fc ≥1
相位补偿的思想： 在放大电路中加入 RC相位补偿网络，使其具有 足够的幅度裕度 Gm和相位裕度 φm。
相位补偿方法
滞后补偿 超前补偿
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1．滞后补偿
(1) 补偿方法 在多级放大电路中的上限截止频率最低的一级放大
电路中加入 RC相位补偿网络。
+VCC
RC
R
C1
C
RE
C1+ C
f ? fc
O Gm
f0 fc f
≤-10(dB)
(2) 相位裕度 ? m 要求
?? A ? ??F
0
f0 fc f
? 90?
? m ? 180? ? ? ? A ? ? ? F f ? f0 ? 180?
> 45°
?m
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5.4.3 消除自激振荡的方法 —— 相位补偿
电路不稳定
b. 如果 AF ? 1 f ? fc 电路稳定
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电路 1
20
lg|
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dB
20
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电路 2
AF ? 1
O
不稳定
O
AF ? 1
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稳定
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(2) 找幅度条件临界频率 f0 f0 为满足条件 AF f ? f0 ? 1 的频率