模电第六章 (5)

第六章 放大电路中的反馈 什么样的放大电路引入负反馈后容易产生自激振荡？ 三级或三级以上的直接耦合放大电路引入负反馈 后有可能产生高频振荡；同理，耦合电容、旁路电容 等为三个或三个以上的放大电路，引入负反馈后有可 能产生低频振荡。 环路放大倍数 AF 越大，越容易满足起振条件， 闭合后越容易产生自激振荡。
f0
f – 45º /十倍频程
– 90º /十倍频程 – 45º /十倍频程
第六章 放大电路中的反馈
由于放大电路对于不同频率的信号相移不同 对于中频信号（f < 104 )， A 0 反馈为负反馈 则对于频率为f = f 0的高频信号， A 180 反馈为正反馈
只要再满足振幅条件，就会产生自激振荡
o A 0°
10
4
106
f
107
105
108
-45° -90°
f
20lg|AV|(dB) 100 60 20
- 20 dB/十倍频程 第六章 放大电路中的反馈 - 40 dB/十倍频程
- 60 dB/十倍频程 f
104 105 106 107 108
A o 0°
-45° -90° -135° -180° -225° -270°
放大电路的级数越多，耦合电容、旁路电容越多， 引入的负反馈越深，产生自激振荡的可能性越大。
四、用波特图判断负反馈放大电路的自激 F 的波特图，分析是否 第六章 放大电路中的反馈 利用负反馈放大电路回路增益 A 同时满足自激振荡的幅度和相位条件。 例：有一个三级直接耦合放大电路开环的频率特性方程式如下 20lg|Av|
由波特图中的相频特性可见
F / dB 20 lg A 60
40 20
当 f=f0 时，相位移 AF = -180º ， 满足相位条件； 此频率对应的对数幅频特 性位于横坐标轴之上，即：
AF
0 0
fo fo
f / HZ f / HZ
90° 180°
F 1 A
结论：当 f = f0 时，电路同时满足自激振荡的相位条件和 幅度条件，将产生自激振荡。
X X ' X X o f i o
输出量逐渐增大，直至达到动态平衡，电路产生了自激振荡。
第六章 放大电路中的反馈
三、 自激振荡的条件
A = A f F 1 A
当1+AF=0时，闭环放大倍数无穷大，也就是不需要输入, 放大电路就有输出，放大电路产生了自激。
一、自激的表现：
F 0 时，闭环放大倍数 A 定义：当反馈放大器的 1 A f
现象：输入信号为零时，输出有一定幅值、一定频率的 信号，称电路产生了自激振荡。 如果需要放大一个外加信号，而放大器却产生它自己的 信号，妨碍了对外部信号的放大，这样的自激是有害的。
如果没有提供放大器外加信号，又想产生一个信号，就应 该利用自激现象，这种工作在自激状态的放大器称为振荡器。
AF= A+ F是放大电路和反馈电路的总相移，如果在中频
条件下，放大电路有180的相移，此时的反馈为负反馈。
在其它频段电路中如果出现了附加相移AF，且 AF达到 180，使总的相移为360，负反馈变为正反馈。如果幅度
条件满足要求，放大电路产生自激。
负反馈放大电路稳定性的定性分析
对于幅度条件
F 1 A
F 20 lg 1 / F 20 lg Байду номын сангаас 0dB 20 lg A
F 0 当 f f 0 ,20 lg A
会产生自激振荡 不会产生自激振荡
F 0 当 f f 0 ,20 lg A
第六章 放大电路中的反馈 F 波特图为： 例：某负反馈放大电路的 A
90º 270º
故引入负反馈后不可能振荡。 180º
第六章 放大电路中的反馈
对于两级放大电路:
' 0 f 时， A 180 ， A
因没有满足幅值条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。 对于三级放大电路:
' 0 f 时， A 270 ， A
对于产生－180º 附加相移的信号频率，有可能满足起 振条件，故引入负反馈后可能振荡。
第六章 放大电路中的反馈 注意：如果AF>1， AF =±(2n+1)π放大器也是会自激的
。 事实上，由于电路通电后输出量有一个从小到大直至稳幅 F 1 的过程，起振条件为 A 。随着净输入信号 |Xi′|的增加， 放大倍数A却由于放大器的非线性而随净输入信号减小；当 满足|AF| = 1 时， |Xi′|不再改变，因而输出Xo大小不变，振荡 达到稳定。
第六章 放大电路中的反馈 瞬时极性法
问题1：负反馈是对于 什么频率的信号？
20lg|A|/dB 反馈支路 f0 问题2： A 对于频率为f 0的高频信号，-180° 是什么反馈？ -360° f/Hz
f/Hz
第六章 放大电路中的反馈
6.4
负反馈放大电路的自激振荡
6.4.1 产生自激振荡原因和条件
X X F A A A X X o i f o
F 1 A
F 1 －－幅度条件 A ) －－相位条件 A F ( 2n 1)π ( n为 整 数
比中频段多180°的附加相移 结论：当满足振荡条件时，在循环过程中，净输入信号的大小 和相位始终不变，因而输出信号也始终不变。
第六章 放大电路中的反馈
二、原因： 负反馈放大电路自激振荡的频率在低频段或高频段。 在低频段或高频段，若存在一个频率f0，且当 f = f0 时附加相移为±π，则 对于 f = f0的信号，净输入量是输入量与反馈量之和。
' X X X i i f
在电扰动下，如合闸通电，必含有频率为f0的信号， 对于f = f0 的信号，产生正反馈过程
设反馈网络为电阻网络，放大电路为直接耦合形式。
/ dB 20lg A u
第六章 放大电路中的反馈
①附加相移由放大电路决定; ②振荡只可能产生在高频段。 对于单管放大电路:
' 0 f 时， A 90， A
20 lg A um

O
fH
0.1fH
10 fH
f
O
f
因没有满足相位条件的频率，