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文檔簡介

放大電路中的反饋第1頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一6–1反饋的基本概念及基本方程

6–1–1什么是反饋反謂反饋,就是將放大器的輸出量(電流或電壓),通過一定的網(wǎng)絡(luò),回送到放大器的輸入回路,并同輸入信號一起參與放大器的輸入控制作用,從而使放大器的某些性能獲得有效改善的過程。第2頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一反饋電路我們并不陌生。在第二章,曾經(jīng)討論過的電流負(fù)反饋穩(wěn)定工作點(diǎn)偏置電路,就是一個很好的例子。如圖6–1所示.第3頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–1負(fù)反饋穩(wěn)定工作點(diǎn)電路第4頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6–1–2反饋放大器的基本框圖為了使問題的討論更具普遍性,我們將反饋放大器抽象為如圖6–2所示的方框圖。圖中虛線表示反饋放大器,其輸入信號為,輸出信號為。反饋放大器包含兩部分,即基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)?;痉糯笃鞯膫鬏敺较?yàn)檩斎氲捷敵觯环答伨W(wǎng)絡(luò)的傳輸方向?yàn)檩敵龅捷斎?圖中箭頭方向就是信號的傳輸方向)。第5頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–2反饋放大器基本框圖第6頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6–1–3反饋放大器的基本方程基本放大器的傳輸增益(也稱開環(huán)增益或開環(huán)放大倍數(shù))(6–1)(6–2)(6–3)

(6–4)反饋網(wǎng)絡(luò)的傳輸系數(shù)(也稱反饋系數(shù))環(huán)路增益(回歸比)

第7頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一現(xiàn)在,我們來推導(dǎo)閉環(huán)增益Af與開環(huán)增益以及反饋系數(shù)之間的關(guān)系。由圖6--2可見(6–5)(6–6)(6–7)(6–8)(6–9)第8頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一6–2負(fù)反饋對放大器性能的影響

6–2–1負(fù)反饋使放大倍數(shù)穩(wěn)定度提高負(fù)反饋穩(wěn)定放大器增益的原理是因?yàn)樨?fù)反饋有自動調(diào)節(jié)作用。工作環(huán)境變化(如溫度、濕度)、器件更換或老化、電源電壓不穩(wěn)等諸因素會導(dǎo)致基本放大器的放大倍數(shù)不穩(wěn)定。第9頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一通常用放大倍數(shù)的相對變化量來衡量放大器的穩(wěn)定性。開環(huán)放大倍數(shù)相對穩(wěn)定度為閉環(huán)放大倍數(shù)相對穩(wěn)定度為(6–13)(6–14)第10頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

例1設(shè)計(jì)一個負(fù)反饋放大器,要求閉環(huán)放大倍數(shù)Af=100,當(dāng)開環(huán)放大倍數(shù)A變化±10%時,Af的相對變化量在±0.5%以內(nèi),試確定開環(huán)放大倍數(shù)A及反饋系數(shù)F值。

解因?yàn)?/p>

所以,反饋深度D必須滿足因?yàn)榈?1頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一所以

因?yàn)榈?2頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6–2–2負(fù)反饋使放大器通頻帶展寬,線性失真減小簡單的數(shù)學(xué)分析將告訴我們,頻帶展寬的程度與反饋深度有關(guān)。設(shè)開環(huán)增益的高頻響應(yīng)具有一階極點(diǎn),即

(6–15)(6–16)(6–17)第13頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(6–18a)(6–18b)(6–19)第14頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一顯然,AIf是閉環(huán)中頻放大倍數(shù),它比開環(huán)中頻放大倍數(shù)減小了(1+FAI)倍。fHf是閉環(huán)放大倍數(shù)的上限頻率,它比開環(huán)上限頻率展寬了(1+FAI)倍。定義增益頻帶積為中頻增益與上限頻率的乘積,即有(6–20)

(6–21)第15頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–3負(fù)反饋改善放大器頻率響應(yīng)的示意圖第16頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–4引起頻率失真的因素必須包含在反饋環(huán)之內(nèi)第17頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6–2–3負(fù)反饋使非線性失真減小,輸入動態(tài)范圍展寬負(fù)反饋減小非線性失真的原理可以用圖6–5簡要說明。若輸入信號為單一頻率的正弦波,由于放大器內(nèi)部器件(如晶體管)的非線性,使輸出信號產(chǎn)生了非線性失真,如圖6–5(a)所示,將輸出信號形象地描述為“上長下短”的非正弦波。引入負(fù)反饋后(如圖6–5(b))第18頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–5負(fù)反饋改善非線性失真的工作原理示意圖(a)無反饋;(b)負(fù)反饋使非線性失真減小第19頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(6–22)(6–23)(6–24)(6–25)第20頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6–2–4負(fù)反饋可以減小放大器內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲與干擾的影響利用負(fù)反饋抑制放大器內(nèi)部噪聲及干擾的機(jī)理與減小非線性失真是一樣的。負(fù)反饋輸出噪聲下降(1+AF)倍。如果輸入信號本身不攜帶噪聲和干擾,且其幅度可以增大,輸出信號分量保持不變,那么放大器的信噪比將提高(1+AF)倍。第21頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一綜上所述,負(fù)反饋有以下特點(diǎn):

(1)負(fù)反饋使放大器的放大倍數(shù)下降,但增益穩(wěn)定度提高,頻帶展寬,非線性失真減小,內(nèi)部噪聲干擾得到抑制,且所有性能改善的程度均與反饋深度(1+AF)有關(guān)。

(2)被改善的對象就是被取樣的對象。例如,反饋取樣的是輸出電流,則有關(guān)輸出電流的性能得到改善;反之,取樣對象是輸出電壓,則有關(guān)輸出電壓的性能得到改善。

(3)負(fù)反饋只能改善包含在負(fù)反饋環(huán)節(jié)以內(nèi)的放大器性能,對反饋環(huán)以外的,與輸入信號一起進(jìn)來的失真、干擾、噪聲及其它不穩(wěn)定因素是無能為力的。第22頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一6–3反饋放大器的分類及對輸入、

輸出阻抗的影響6–3–1電壓反饋與電流反饋按反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器輸出端的連接方式不同,反饋分為電壓反饋和電流反饋兩種類型。如圖6–6(a)所示,反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器輸出端并聯(lián)連接,反饋信號直接取自于輸出電壓,且與輸出電壓成正比。若令,則反饋信號立即為零,我們將這種反饋稱之為電壓反饋。第23頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–6電壓反饋和電流反饋第24頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6–3–2電壓反饋和電流反饋對輸出電阻的影響電壓反饋與電流反饋對放大器輸出電阻的影響極為不同,電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小,電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。圖6–7給出分析電壓負(fù)反饋輸出電阻的等效電路。其中,Ro為基本放大器的輸出電阻(即開環(huán)輸出電阻),為等效路電壓(A0為不計(jì)負(fù)載時的放大倍數(shù))。反饋放大器的輸出電阻定義為

第25頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–7電壓負(fù)反饋放大器輸出電阻的計(jì)算第26頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(6–26)(6–27)(6–28)第27頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一式(6–28)表明,電壓負(fù)反饋使放大器輸出電阻減少了(1+A0F)倍。輸出電阻減小,意味著負(fù)載RL變化時,輸出電壓的穩(wěn)定度提高了。這與上一節(jié)的分析結(jié)果是完全一致的。對于電流負(fù)反饋,由于反饋信號與輸出電流成正比,所以我們采用恒流源等效電路,如圖6–8所示。輸出電阻Rof為第28頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–8電流負(fù)反饋放大器輸出電阻的計(jì)算第29頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(6–30)(6–29)第30頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一式(6–30)表明,電流負(fù)反饋使放大器的輸出電阻增大為Ro的(1+AF)倍。輸出電阻增大,意味著負(fù)載變化時,輸出電流穩(wěn)定。這一點(diǎn)和上一節(jié)的分析結(jié)果也是完全一致的。第31頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6–3–3串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)和基本放大器輸入端的連接方式不同,反饋有串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋之分。如圖6–9(a)所示,反饋網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)在基本放大器的輸入回路中,輸入信號支路與反饋支路不接在同一節(jié)點(diǎn)上,控制端的凈輸入電壓等于輸入電壓和反饋電壓的矢量和。如果是負(fù)反饋,則有(6–31)

第32頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–9串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋框圖

(a)串聯(lián)反饋;(b)并聯(lián)反饋第33頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–9(b)所示電路中,反饋網(wǎng)絡(luò)直接并聯(lián)在基本放大器的輸入端,輸入信號支路與反饋信號支路接到基本放大器的同一節(jié)點(diǎn)上。在這種反饋方式中,用節(jié)點(diǎn)電流描述較為方便、直觀,即放大器的凈輸入電流等于輸入電流和反饋電流的矢量和。如果是負(fù)反饋,則有(6–32)

第34頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–10放大器輸入回路中引入串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋

(a)串聯(lián)反饋;(b)并聯(lián)反饋反饋輸入端信號輸入端信號輸入端反饋輸入端第35頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–11差分放大器中引入串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋

(a)串聯(lián)反饋;(b)并聯(lián)反饋第36頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6–3–4串聯(lián)負(fù)反饋和并聯(lián)負(fù)反饋對放大器輸入電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大,并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小。如圖6–9(a)所示,輸入電阻Rif為(6–33)第37頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(6–34)(6–35)(6–36)(6–37)第38頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–12四種典型的負(fù)反饋組態(tài)電路(a)串聯(lián)電壓負(fù)反饋;(b)串聯(lián)電流負(fù)反饋;(c)并聯(lián)電壓負(fù)反饋;(d)并聯(lián)電流負(fù)反饋第39頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一6–4反饋放大器的分析和近似計(jì)算

6–4–1四種組態(tài)反饋放大器增益和反饋系數(shù)的定義及近似計(jì)算為了分析計(jì)算公式的一致性和反映四種反饋組態(tài)的特點(diǎn),定義不同的增益和反饋系數(shù)。一、串聯(lián)電壓負(fù)反饋

如圖6–12(a)所示,串聯(lián)電壓負(fù)反饋的增益和反饋系數(shù)的定義為第40頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

二、串聯(lián)電流負(fù)反饋如圖6–12(b)所示,電流反饋的反饋信號正比于輸出電流,故串聯(lián)電流負(fù)反饋的增益和反饋系數(shù)的定義為(6–38)第41頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(6–39)第42頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

三、并聯(lián)電壓負(fù)反饋如圖6–12(c)所示,并聯(lián)反饋的輸入量取電流,反饋量也為電流,而輸出量是電壓,故并聯(lián)電壓負(fù)反饋的增益和反饋系數(shù)的定義(6–40)第43頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

四、并聯(lián)電流負(fù)反饋如圖6–12(d)所示,并聯(lián)電流負(fù)反饋的輸入量、反饋量及輸出量均取電流,故增益和反饋系數(shù)定義為(6–41)可見,Ai、Aif及Fi都是無量綱的。

(6–42)(6–43)第44頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6–4–2集成運(yùn)算放大器的兩種基本反饋?zhàn)钁B(tài)一、集成運(yùn)算放大器的開環(huán)傳輸特性集成運(yùn)算放大器是高增益的直接耦合放大器。在集成運(yùn)算放大器中施加深度負(fù)反饋,就可以得到性能十分優(yōu)異的放大電路。集成運(yùn)算放大器有兩個輸入端和一個輸出端,輸出電壓正比于兩個輸入電壓之差。第45頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–13集成運(yùn)算放大器開環(huán)傳輸特性

(a)運(yùn)算符號;(b)開環(huán)傳輸特性第46頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一二、并聯(lián)電壓負(fù)反饋——反相比例放大器如圖6–14(a)所示第47頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–14并聯(lián)電壓負(fù)反饋——反相比例放大器(a)電路;(b)閉環(huán)傳輸特性第48頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一1.閉環(huán)增益Auf根據(jù)深反饋條件(6–44)(6–45)第49頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

2.閉環(huán)輸入電阻Rif

由圖6–14(a)可見,反饋電阻R2跨接在運(yùn)放的輸入端和輸出端,應(yīng)用密勒定理,將R2等效到運(yùn)放的輸入端,則等效阻抗Z1為(6–46)

(6–47)第50頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–15反相比例放大器的輸入電阻第51頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

3.閉環(huán)輸出電阻Rof

因?yàn)槔硐脒\(yùn)算放大器的輸出電阻Ro≈0,施加電壓負(fù)反饋后的輸出電阻進(jìn)一步減小,所以(6–48)第52頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一三、串聯(lián)電壓負(fù)反饋——同相比例放大器如圖6–16(a)所示(6–49)(6–50)(6–51)第53頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6-16串聯(lián)電壓負(fù)反饋——同相比例放大器(a)電路(b)閉環(huán)傳輸特性第54頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6-16串聯(lián)電壓負(fù)反饋——同相比例放大器(a)電路(b)閉環(huán)傳輸特性第55頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–17運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨器第56頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一理想運(yùn)算放大器開環(huán)輸入阻抗Ri≈∞,輸出電阻Ro≈0,串聯(lián)電壓負(fù)反饋又使輸入阻抗增大,輸出電阻減小,所以,閉環(huán)輸入電阻Rif=∞,閉環(huán)輸出電阻Rof=0。第57頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6–4–3分立元件負(fù)反饋放大器的分析計(jì)算一、單級負(fù)反饋放大器電路圖6–18給出了三個單級放大器電路。這三個電路是大家十分熟識的電路,其放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻在第二章用等效電路方法已經(jīng)計(jì)算過,這里我們僅從負(fù)反饋的角度進(jìn)一步認(rèn)識它們。第58頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一1.單級串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路圖6–18(a)為共集放大器,即射極跟隨器。第59頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–18三種不同反饋組態(tài)的單級放大器第60頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–18三種不同反饋組態(tài)的單級放大器第61頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

2.單級串聯(lián)電流負(fù)反饋電路圖6–18(b)電路是一個基極輸入、集電極輸出的共射放大器。(6–55)(6–56)第62頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一該電路的輸出電阻可視為集電極負(fù)載電阻RC與管子支路的等效輸出電阻R′of并聯(lián)。因?yàn)殡娏鞣答伿构茏又返妮敵鲭娮柙龃罅?,所以總的輸出電阻Rof為(6–57)第63頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一3.單級并聯(lián)電壓負(fù)反饋電路圖6–18(c)電路得(6–58)(6–59a)(6–59b)(6–59c)(6–60)第64頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

二、多級反饋放大器電路

1.串聯(lián)電壓負(fù)反饋對圖6–19給出一個二級級聯(lián)的共射—共射放大電路。觀察該電路,發(fā)現(xiàn)R4將輸出電壓反饋到第一級發(fā)射極,所以R4和R3組成兩級間的大閉環(huán)反饋網(wǎng)絡(luò)。(6–61)第65頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–19串聯(lián)電壓負(fù)反饋對第66頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–20等效到第一級射極的反饋電壓(a)輸入回路等效;(b)戴文寧等效電路第67頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(6–62)(6–63)第68頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

2.并聯(lián)電流負(fù)反饋對

如圖6–21所示,R6將第二級射極和第一級基極連在一起,R1、R6和R5構(gòu)成了兩級間的反饋網(wǎng)絡(luò)。(6–64)(6–65)(6–66)第69頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–21并聯(lián)電流負(fù)反饋對第70頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

3.串聯(lián)電流負(fù)反饋電路圖6–22是一個三級串聯(lián)電流負(fù)反饋放大器。其中,R8將V3射極電壓反饋到V1的射極,信號從V3集電極輸出,所以該電路是一個三級串聯(lián)電流反饋電路。

第71頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–22串聯(lián)電流負(fù)反饋電路第72頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(6–67)(6–68)(6–69)第73頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

4.并聯(lián)電壓負(fù)反饋電路圖6–23是一個三級并聯(lián)電壓負(fù)反饋放大器。第74頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–23三級并聯(lián)電壓負(fù)反饋電路第75頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(6–70)第76頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

5.串聯(lián)電流正反饋電路前面討論的都是負(fù)反饋電路。但如果將第二級的射極電壓反饋到第一級源極,則電路將引進(jìn)正反饋。如圖6–24所示。(6–71)第77頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–24串聯(lián)電流正反饋電路第78頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6.復(fù)反饋放大器以上討論的電路,其反饋系數(shù)F都是常數(shù),與頻率無關(guān)。所謂復(fù)反饋,就是反饋網(wǎng)絡(luò)引入電抗元件(電容或電感等),以致于反饋系數(shù)F成為頻率的函數(shù)。如圖6–25(a)所示,圖6–26(a),(b)分別給出兩個單片集成寬帶放大器電路,其中圖(a)中的C1,C2就是高頻補(bǔ)償電容(即復(fù)反饋電容),R4,R5,C1引入三級間的串聯(lián)電壓復(fù)反饋,R3,R6,C2引入了兩級間的并聯(lián)電流復(fù)反饋。第79頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–25電流復(fù)反饋電路及高頻響應(yīng)的補(bǔ)償(a)電流復(fù)反饋電路;(b)復(fù)反饋補(bǔ)償電流高頻響應(yīng)第80頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–25電流復(fù)反饋電路及高頻響應(yīng)的補(bǔ)償(a)電流復(fù)反饋電路;(b)復(fù)反饋補(bǔ)償電流高頻響應(yīng)第81頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–26單片集成寬帶放大器電路第82頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–26單片集成寬帶放大器電路第83頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

三、反饋放大器例題分析例2電路如圖6–27所示。這是一個兩級放大器,第一級為場效應(yīng)管差分放大器,第二級為運(yùn)放構(gòu)成的反相比例放大器。

(1)為進(jìn)一步提高輸出電壓穩(wěn)定度,試正確引入反饋。(2)計(jì)算開環(huán)放大倍數(shù)

(3)計(jì)算引入反饋后的閉環(huán)放大倍數(shù)Auf=?(4)若一定要求引入并聯(lián)電壓負(fù)反饋,電路應(yīng)如何改接?第84頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–27例2電路第85頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

(1)為進(jìn)一步提高輸出電壓穩(wěn)定度,必須引入電壓負(fù)反饋,如圖6--27虛線所示。這有兩種可能:一種是將反饋引至V1管柵極(開關(guān)S→b)構(gòu)成并聯(lián)反饋;另一種是將反饋引至V2柵極(開關(guān)S→a)構(gòu)成串聯(lián)反饋。問題的關(guān)鍵是哪一種能保證是“負(fù)反饋”。根據(jù)瞬時極性判別法,我們將各點(diǎn)信號的極性標(biāo)于圖6--27中。判斷結(jié)果,開關(guān)S接a點(diǎn),構(gòu)成了串聯(lián)電壓負(fù)反饋,而接b點(diǎn)則為正反饋,所以電路應(yīng)將開關(guān)S接a點(diǎn)。第86頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(2)開環(huán)增益。若將S接c點(diǎn),則沒有引入反饋,此時其中:

第87頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

(3)引入串聯(lián)電壓負(fù)反饋后的閉環(huán)增益Auf為

(4)若一定要求引入并聯(lián)電壓負(fù)反饋,最簡單的辦法是將第一級輸出由V1管漏極改為V2管的漏極。第88頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一6–5反饋放大器穩(wěn)定性討論6–5–1負(fù)反饋放大器穩(wěn)定工作的條件負(fù)反饋放大器的基本方程如式(6–72)所示:(6–73a)(6–72)第89頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(6–73b)(6–73c)(6–74)第90頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–28用環(huán)路增益來判斷穩(wěn)定性第91頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6–5–2利用開環(huán)增益的波特圖來判別放大器的穩(wěn)定性

如果反饋網(wǎng)絡(luò)F為常數(shù),則我們可以用開環(huán)增益A(jω)直接來判斷放大器是否能穩(wěn)定工作。我們以集成運(yùn)算放大器為例來說明該問題。某運(yùn)算放大器的開環(huán)特性A(jω)為一個三極點(diǎn)放大器,即(6–75)第92頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–29用開環(huán)特性波特圖來判斷放大器的穩(wěn)定性第93頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(6–76)(6–77)(6–78)第94頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

6–5–3常用的消振方法——相位補(bǔ)償法一、電容滯后補(bǔ)償這種補(bǔ)償方法是在放大器時常數(shù)最大的那一級里并接補(bǔ)償電容C,以高頻增益下降更多來換取穩(wěn)定工作之目的。如圖6–30所示。第95頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–30電容滯后補(bǔ)償?shù)拈_環(huán)頻率特性波特圖第96頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

二、零極點(diǎn)對消——RC滯后補(bǔ)償

與單純的電容滯后補(bǔ)償不同,RC滯后補(bǔ)償可在A(jω)中引入一個零點(diǎn)。(6–79)第97頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–31零極點(diǎn)相消——RC滯后補(bǔ)償(a)RC串聯(lián)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)電路;(b)輸出等效電路;(c)簡化等效電路第98頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一(6–80)(6–81)(6–82)(6–83)(6–84)第99頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–32零極點(diǎn)相消——RC滯后補(bǔ)償?shù)拈_環(huán)頻率響應(yīng)波特圖第100頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

三、密勒效應(yīng)補(bǔ)償利用密勒效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償,可大大減小補(bǔ)償電容的容量。如圖6–33所示.(6–85)若C=30pF,|A2|=1000,則C′=30000pF。密勒效應(yīng)補(bǔ)償在集成電路中有著廣泛的應(yīng)用。因?yàn)榧呻娐饭に嚥灰酥谱鞔笕萘侩娙?,密勒效?yīng)補(bǔ)償使小電容發(fā)揮大電容的作用。第101頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6–33密勒電容補(bǔ)償?shù)?02頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一

四、導(dǎo)前補(bǔ)償負(fù)反饋?zhàn)约ふ袷幍臈l件為環(huán)路增益|A(jω)F(jω)|=1,相移Δφ=ΔφA+ΔφF=-180°。前面分析中,我們設(shè)F不是頻率的函數(shù),用校正和補(bǔ)償A(jω)的辦法來消振。如果我們設(shè)計(jì)成F是頻率的函數(shù),而且在F(jω)的表達(dá)式中引入一“導(dǎo)前相移”,與A(jω)的“滯后相移”相抵消,而使總相移小于-180°,那么,同樣可以達(dá)到消振的目的(如圖6–34所示)。(6–86)第103頁,共114頁,2023年,2月20日,星期一圖6-

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