2022-2023学年高二物理竞赛课件：负反馈放大器的稳定性

负反馈放大器的稳定性 负反馈放大器的稳定性 原因：放大器在中频区加负反馈，但实际可能因Akf在高或低频区有附加相移,使负反馈在高或低频区变为正反馈，当满足一定的幅值条件时，便引起自激振荡。 判别稳定性的准则 反馈放大器频率特性： 若在某一频率上 放大器自激 自激振幅条件 自激相位条件 (5-4-1) (5-4-2) （附加相移） 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 例　判断反馈类型。 例5.2 电路图 反馈网络： R2、R4与 R5 交、直流反馈。 瞬时极性法判断：负反馈 输出端看：电压负反馈 输入端看：串联负反馈 电路引入交、直流电压串联负反馈。 【例】如图所示，若R1=10kΩ， R2=100kΩ， R3＝2kΩ。求在深度负反馈条件下的 。类似书P312 图（k） 【解】 该电路为电流串联负反馈 反馈系数 电压放大倍数 【解】 反馈类型为 电压串联负反馈。 R2和R4组成反馈网络。 反馈系数 电压放大倍数 【例】如图所示，若R2=10kΩ，R4=100kΩ。 求在深度负反馈条件下的AVf。类似书P277 图(a) 判别稳定性的准则 1. 自激振荡现象 自激时,在无输入时，即xi=0，但由于xi=xf，不加任何Xi，反馈放大电路仍有一定频率的信号输出。 6 1. 从物理意义上解释低通电路 2. 稳态分析方法 3. 增益与传递函数 4. 复数的模与相角 负反馈放大器的稳定性 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。 (5-4-3a) (5-4-12) (5-4-3b) 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。 (5-4-13) 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、在幅频特性渐近波特图上判别稳定性 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 F 反馈网络