[理学]模拟电路线性 第5章52—55四种负反馈组态.pptVIP

5.2.3 一、扩展通频带 5.3 负反馈放大器的性能分析方法 5.5 负反馈放大器的稳定性 例1 例2 例3 例4 例5 例6 求：(3) 深度负反馈下大环的闭环电压增益 引入正反馈 系统不稳定 自激振荡： 引入负反馈 系统稳定 使放大器的性能得以改善 且反馈深度 性能改善 ? 起振条件 振荡平衡条件： 振幅平衡条件 相位平衡条件 ? 如何自行建立振荡（起振）？ ? 如何保证输出信号频率？ ? 应有选频网络 RC、LC正弦波振荡电路 一、不自激条件 当 或 时， 或当 时， 或 注意：只要设法破坏自激的振幅条件或相位条件之一， 放大器就不会产生自激。 二、稳定裕量 要保证负反馈放大器稳定工作，还需使它远离自激状态，远离程度可用稳定裕量表示。 当 时，相位裕量 当 时，增益裕量 ?g—增益交界角频率； ??—相位交界角频率。 (5-5-3) (5-5-4) (5-5-5) 相位裕量图解分析法 假设放大器施加的是电阻性反馈，kf为实数： 得 由 在A(?)或T(?)波特图上——找?g 在A(?)波特图上，作1/kf (dB)的水平线，交点即?g 在T(?)波特图上，与水平轴[T(?)=0dB]的交点，即?g 根据?g在相频曲线上——找?T(?g) 判断相位裕量 若 放大器稳定工作 若 放大器工作不稳定 注：1/kf (dB)的水平线称增益线。 (5-5-6) 例1 已知A(j?)波特图，判断电路是否自激。 (1/kf )dB ?g ?? ?T(?g) （1）在A(?)波特图上作1/kf (dB)的水平线。 分析： （2）找出交点，即?g （3）在?T(?)波特图上，找出?T(?g) （4） 因此电路稳定工作，不自激。 由于 A(?)/dB ? o ?T(?) ? o -180o -90o 例2 已知T(j?)波特图，判断电路是否自激。 ?T(?g) （1）由T(?)波特图与横轴的交点，找出?g 分析： （2）由?g在?T(?)波特图上，找出?T(?g) （3） ，因此电路自激。 由于 T(?)/dB ? o ?T(?) ? o -180o ?g ?? 三、利用幅频特性渐近波特图判别稳定性 一无零三极系统波特图如下，分析?g落在何处系统稳定。 0 ?p2 0.1?p1 10?p3 ?A(? ) ? - 90? ?p1 ?p3 - 180? - 270? ?p2 ?p1 A (? )/dB ? 20 40 60 0 ?p3 -20dB/十倍频 -40dB/十倍频 -60dB/十倍频 80 放大器必稳定工作。 或?g落在?P1与?P2之间 只要?g落在斜率为： （-20dB/十倍频）的下降段内， ?g 则 ?? ?P2=10?P1，?P3 =10?P2 0 ?p2 0.1?p1 10?p3 ?A(? ) ? - 90? ?p1 ?p3 - 180? - 270? ?p2 ?p1 A (? )/dB ? 20 40 60 0 ?p3 -20dB/十倍频 -40dB/十倍频 -60dB/十倍频 80 ?P2=10?P1，将?P3 靠近?P2 由于|?T(?P2)|? ????? 则?g落在?P1与?P2之间时，放大器依然稳定工作。 ?? 结论：在多极点的低通系统中，若?P3 ?10?P2，则只要?g落在斜率为（-20dB/十倍频）的下降段内，或?g落在?P1与?P2之间，放大器必稳定工作。 将?P2 靠近?P1 由于|?T(?P2)|? ????? ?上述结论不成立 ?? 0 ?p2 0.1?p1 10?p3 ?A(? ) ? - 90? ?p1 ?p3 - 180? - 270? ?p2 ?p1 A (? )/dB ? 20 40 60 0 ?p3 -20dB/十倍频 -40dB/十倍频 -60dB/十倍频 80 5.5.2 集成运放的相位补偿技术 解决方法：采用相位补偿技术。 在中频区，反馈系数kf 越大，反馈越深，电路性能越好。 在高频区，kf 越大，相位裕量越小，放大器工作越不稳定； 在中频增益AI基本不变的前提下，设法拉长?P1与?P2之间的间距，或加长斜率为“-20 dB/十倍频”线段的长度，使得kf增大时，仍能获得所需的相位裕量。 相位补偿基本思想： 二、滞后补偿技术 1、简单电容补偿 —降低?P1 补偿方法：将补偿电容C?并接在集成运放产生第一个极点角频率的节点上，使?P1降低到?d 。 Adi R C C? ?P1降低到?d?反馈增益线下移?稳定工作允许的kf增大。 ?p2 ?p1 A (? )/dB ? 0 ?p3 AvdI ?d 20lg(1/kf) ?p2 ?p1 A (? )/dB ? 0 ?p3 AvdI ?d 20lg(1/kfv) ?d与k