19第6章放大电路中的反馈--负反馈放大电路稳定性与补偿.pptVIP

北航五研 北航五研 北航五研 模拟电子技术基础 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院 主讲 ：赵建辉 第六章 放大电路中的反馈(4.反馈放大电路稳定性分析) 6.1 反馈的基本概念及判断方法 6.2 负反馈放大电路的四种组态 6.3 负反馈放大电路方块图与表达式 6.4 深度负反馈放大电路放大倍数分析 6.5 负反馈对放大电路性能的影响 6.6 负反馈放大电路的稳定性 6.7 放大电路中其它形式的反馈(了解) 第6章 放大电路中的反馈 本节课内容 6. 放大电路中的反馈 重点：反馈放大电路频率补偿与估算 难点：1.稳定性分析与判据 2.负反馈频率补偿方法(分析思路) 3.正反馈在改善性能中的应用(了解) 本节重点难点 问题提出 1.反馈放大电路的自激振荡(稳定性问题)? 2.自激振荡的条件？ 3.如改善反馈放大电路的稳定性能—频率补偿？ 4.负反馈放大电路中可以引入部分正反馈吗? 有何好处? 复习：负反馈改善放大电路性能 通过牺牲放大倍数（缺点）,达到: 稳定输出 稳定放大倍数 改善输入输出电阻(重点理解) 展宽频带 减小器件本身非线性 改善倍数: 引入负反馈的一般原则 类型：稳定工作点Q：直流负反馈 改善动态特性：交流负反馈 极性：振荡电路：正反馈 改善特性：负反馈 组态： 串联反馈:增大Ri，适合电压信号源输入,减小对信号源的负载 并联反馈:减小Ri，适合电流信号源输入,减小对信号源的负载 电压反馈:减小Ro，适合电压输出,增大电压带负载(驱动)能力. 电流反馈:增大Ro，适合电流输出,增大电流带负载(驱动)能力. 6.6 负反馈放大电路的稳定性 自激振荡： 负反馈改善放大电路性能,与反馈深度有关. 但是: 多级放大,反馈过深,可能引起电路自激振荡。现象： 输入为零，输出不为零，电路不稳定。 原因何在？ 定量分析？ 如何消除？ 6.6.1负反馈放大电路自激振荡原因及条件 一、产生原因： 中频段： 本质：耦合/极间电容导致附加相移=180度（负反馈—正反馈） 低频段： 高频段： 频段： 环路倍数 环路附加相移 净输入量 结果 负反馈 正反馈 正反馈 自激振荡定性分析： 振荡过程： 稳定！ (1) (2) (3)=-(1) 二、自激振荡平衡条件 本质：反馈维持输入 即： 注意：起振条件： 6.6.2 负反馈放大电路稳定性定性分析 假设条件： 直接耦合（无低频响应问题） 纯电阻反馈网络（ ） 结果：极间电容引起的高频特性（低通滞后相移） 可能引起自激振荡。 一级放大：稳定（-90o） 两级放大：稳定（-180o） 两极以上：可能自激（-180o） 反馈越深(AF越大)，自激振荡可能性越大! 如何消除 6.6.3 负反馈放大电路稳定性判据 一、判断方法：反馈环路AF的频率响应 f0为满足相位条件频率，fc为满足幅值条件频率 1.不存在f0(不满足相位条件)，则电路稳定 2.存在f0,f0fc，不稳定， f0fc，稳定 定性判断举例 f0处附加相移:-180度 fc处,AF=1(0dB) 存在f0，f0fc，不稳定 f0处附加相移:-180度 fc处AF=1(0dB) 存在f0，f0fc，稳定 二、稳定裕度： 幅值裕度： 相位裕度： 一般要求： 6.6.4 负反馈放大电路自激振荡消除方法 振荡原因：反馈环路AF的频率响应 （1）减少放大级数(减小附加相移) （2）减小反馈深度（AF1） （3）频率补偿（第5章类似） 消除方法：改善反馈环路AF的频率响应 （超前滞后补偿），破坏自激条件 具体措施： 一.滞后补偿 （1）简单滞后补偿—牺牲带宽,减小附加相移 补偿电路—图6.6.4 （2）RC滞后补偿—不牺牲带宽,减小附加相移 补偿电路—图6.6.5 零极点对消（减少1个拐点） （3）密勒效应滞后补偿—牺牲带宽,减小附加相移 密勒效应：等效到输入：增加(1+A2)倍 （P215) 等效到输出：基本不变 特点：采用小电容达到大电容补偿效果！ 二.超前补偿—增加带宽,减小附加相移 补偿前： 补偿后： 滞后环节 超前环节 超前环补偿fH1处多级滞后带来附加相移 R1 超前环节补偿作用 带宽：超前补偿 RC滞后补偿 简单滞后补偿 例：6.6.2 纯电阻负反馈网络， 1.f=103Hz,增益/相移？ 2.反馈F=1，是否会自激？ 3.电路稳定的反馈系数 FMax= ? 解： 1.f=103Hz,A=60dB(1