电子电路基础：5-4 负反馈放大电路的稳定性分析及频率补偿.ppt

5.4.1 负反馈放大电路的稳定性分析5.4.2 常用的补偿方法 负反馈可以改善放大电路的性能指标，但是负反馈引入不当，会引起放大电路自激为了使放大电路正常工作，必须要研究放大电路产生自激的原因和消除自激的有效方法5.4.1 负反馈放大电路的稳定性分析相位条件又可写为 幅度条件 AF= A+ F=(2n+1) n=0,1,2,3将= 0 改写为1.产生自激的条件 AF是放大电路和反馈电路的总附加相移，如果在中频条件下，放大电路有180的相移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 在许多情况下反馈电路是由电阻构成的，所以F=0 ，AF = A+F= A 有效地判断放大电路是否能自激的方法，是用波特图波特图的Y 轴坐标是20lgA，单位是分贝，X 轴是对数坐标，单位是赫兹有一个放大电路的开环放大电路的频率特性方程式如下其波特图如图所示，频率的单位为Hz2.自激的判断以20lg|Au |为Y坐标的波特图（动画10-1） 根据给定的频率特性方程，放大电路在高频段有三个极点频率fp1、fp2和fp3105代表中频电压放大倍数（100dB），于是可画出幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线。

总的相频特性曲线是用每个极点频率的相频特性曲线合成而得到的 相频特性曲线的Y坐标是附加相移A当A=180时，即图中的S点对应的频率称为临界频率fc当f= fc时反馈信号与输入信号同相，负反馈变成了正反馈，只要信号幅度满足要求，即可自激 加入负反馈后，放大倍数降低，频带展宽，设反馈系数F1=10-4，闭环波特图与开环的波特图交P点，对应的附加相移A=90，不满足相位条件，不自激 进一步加大负反馈量，设反馈系数F2=10-3，闭环波特图与开环的波特图交P点，对应的附加相移A=135，不满足相位条件，不自激 此时A虽不是180，但反馈信号的矢量方向已经基本与输入信号相同，已进入正反馈的范畴，因此当信号频率接近106Hz时，即P点时，放大倍数就有所提高 再进一步加大反馈量，设反馈系数F3=10-2，闭环波特图与开环波特图交P点，对应的附加相移A=180当放大电路的工作频率提高到对应P点处的频率时，满足自激的相位条件 此时放大电路有 40 dB 的 增 益，AF=10010-2=1，正好满足放大电路自激的幅度条件，放大电路产生自激3.稳定裕度 由于负反馈的自激条件是 ，所以将以 20 为Y坐标的波特图改变为以20 为Y坐标的波特图，用于分析放大电路的自激更为方便。

由于对于幅度条件 相当在以20 为Y坐标的波特图上减去 即可到以环路增益20 为Y坐标的 波特图了 在图10.04中，当F3=0.01时，MN线为20lg =0 dB20lg =0 dB这条线与幅频特性的交点称为切割频率f0此时 =1， A=180，幅度和相位条件都满足自激条件，所以20lg =0dB这条线是临界自激线 在临界自激线上，从S点向左达到对应R点的频率时，此时 A=135，距A=180有m=45的裕量，这个m称为相位裕度一般在工程上为了保险起见，相位裕度m45图10.04 环路增益波特图 仅仅留有相位裕度是不够的，也就是说，当A=180时，还应使 f0 ,Gm0dB (b)自激: fc0dB (c)临界状态: fc=f0, Gm=0dB 图10.05 判断自激的实用方法fcf0 ,Gm 0 dB从A=180出发，得到的Gm 0 dB，即AF 1，不满足幅度条件判断自激的条件归纳如下：fc 0 dB从A=180出发，得到的Gm 0 dB，即AF 1，满足幅度条件fc=f0 ,Gm= 0 dB从A=180出发，得到的Gm= 0 dB，即AF=1稳定状态：自激状态：临界状态：(动画10-2)5.4.2 常用的补偿方法1.电容补偿滞后补偿（动画10-3）2.RC补偿极零抵消补偿3.密勒效应补偿。