国家教学名师侯建军-北京交通大学-模拟电子技术.ppt

信号源内阻对负反馈放大器性能的影响 输入应采用电流源Is，Rs影响归入基本放大器。 当Rs→0时， AIs→0, ? 并联负反馈放大器 对于并联负反馈，信号源应采用高内阻Rs才能得到好的反馈效果。 失去负反馈的作用 多级放大器的闭环稳定性 多极点闭环系统的自激振荡现象 闭环稳定性的判别方法 ? 什么是自激？ 当Ui=0时，在输出端仍有一定频率和幅度的信号输出。 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，会引起放大电路的自激。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。 ? 产生自激的原因 在中频：放大电路有180?的相移。 在其它频段：电路中出现附加相移?，且?达到180?，使总的 相移为360?，负反馈变为正反馈，产生自激。 多极点闭环系统的自激振荡现象 ? 自激的条件 幅度条件： 相位条件： 自激振荡现象 负反馈系统： 当负反馈放大器的环路增益满足AB= -1， Af?∞，即无输入信号，电路也会产生输出，出现自激振荡。 产生自激振荡的条件： AB= -1 ? 由环路增益判别 20lg?AB?=20lg?A?+20lg?B?=20lg?A?－20lg?1/B? 对于幅度条件| AB|= 1 20lg?AB?=20lg?A?－20lg?1/B?=0dB 在以20lgA为Y坐标的波特图上减去20lg?1/B?，即可得到环路增益20lg?AB?的波特图了。 由于负反馈的自激条件是AB= -1，所以将以20lgA为Y坐标的波特图改变为以 20lgAB 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 闭环系统的稳定性判别 根据以上讨论，可将环路增益波特图分为三种情况， f 0 — 增益交界频率：满足幅值条件 ?AB?=1=0dB 时的频率 f c —相位交界频率 ：满足相位条件 ?=±180? 时的频率 幅度裕量： (a)稳定:fcf0 ,Gm0dB 相位裕量： (b)自激: fcf0 ,Gm0dB (c)临界状态: fc=f0, Gm=0dB 试分析放大电路的闭环稳定性？ 解：1. 先作出幅频特性曲线和相频特性曲线， 中频电压增益AU=104即80dB。 有三个高频极点fp1=104、fp2=105、fp3=106 ? 由开环增益判别 稳定性判别 例：有一负反馈放大电路的频率特性表达式如下 20lg|A(j?)|(dB) lgf 102 103 104 105 106 107 108 20 40 60 80 100 -20dB/dec -40dB/dec -60dB/dec fp1 fp2 fp3 ?? -450 -1350 -2250 -1800 临界增益曲线 fc 2. 由??=-1800作出临界特性曲线 引入负反馈后，闭环增益Auf将下降，当Auf下降到临界增益曲线40dB以下时，就可能产生自激振荡。 3. 检验幅度条件是否满足，并求最大反馈系数 深度反馈情况下，AUf=1/B 为保证系统稳定，临界的反馈系数Bmax=1/100=0.01。 20lg?AB?=20lg?A?－20lg?1/B?=40-40=0dB 20lg|A(j?)|(dB) lgf 102 103 104 105 106 107 108 20 40 60 80 100 fp1 fp2 fp3 ?? -450 -1350 -2250 -1800 临界增益曲线 fc 如引入反馈后，使闭环增益下降到60dB，系统稳定。 幅度裕度Gm=20dB 相位裕度?m=450 工程设计中，应留有余量：一般Gm10dB ?m?450 小 结 1. 负反馈放大器可分为电压串联、电压并联、电流串联和电流并联四种类型的负反馈。应正确判断反馈类型。 判别方法： 1） 找出反馈网络—与输入回路有关，又与输出回路有关的网络。 2）判断反馈的类型 ① 判断是电压反馈还是电流反馈 简单的判断方法： 将输出电压‘短路’，若反馈回来的反馈信号为零，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。 小 结 ② 判断是串联反馈还是并联反馈 反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，则为并联反馈；反之，加在放大电路输入回路的两个电极，则为串联反馈。 ③ 判断是正反馈还是负反馈 瞬时极性法：在放大电路的输入端，假设一个输入信号的电压极性，可用“+”、“-”， 按信号传输方向经基本放大器?反馈网络?判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时电压