自激振荡的产生和消除
自激产生的原因及消除方法
⾃激产⽣的原因及消除⽅法 由于⾃激对电路的危害，因此。
在设计和⽣产时要破坏形成⾃激的条件，减⼩或消除其对电路的危害。
下⾯介绍⾃激产⽣的原因及消除⽅法。
⼀、电源内阻引起的⾃激及消除 这种⾃激通常发⽣在两级低频放⼤电路中（见上图）。
电源的内阻总是存在的，当T1、T2中的信号电流流过电源内阻r时，都会在r上产⽣电压降，通常，T2中的电流⽐Tl中的⼤。
所以内阻上的压降也随T2信号电流的⼤⼩⽽发⽣变化。
内阻上电压的变化必然影响电源电压。
使得电源电压随着输⼊信号的⼤⼩⽽发⽣波动，波动的电源电压会加到T1的基极。
在单级放⼤电路中，输⼊电压与输出电压相位相反，⽽在两级放⼤电路中，由于两次反相，输出电压就与输⼊电压相位相同。
此时出现的正是信号的正反馈。
当此反馈量达到⼀定幅度时，也就是说，电源内阻⾜够⼤时。
电路就会发⽣由于电源内阻的耦合⽽产⽣的⾃激。
如果电源的内阻为零。
这种⾃激就不可能发⽣。
事实上。
任何电源内阻都不为零。
所以正反馈也不可能消除。
因此，只有提⾼电源电压的稳定度。
减⼩由电源内阻⽽形成正反馈信号的幅度，使它形不成⾃激。
通常的⽅法是（如上图中虚线所⽰）加⼊由R、C1～C3组成的去耦电路。
由于Cl与内组r构成的阻容滤波电路，已使电源供电电压的波动⼤为减⼩。
再加上R、C2作第⼆次滤波，则T1的⼯作电压波动更⼩。
C3的作⽤是有效滤除⾼频⼲扰。
防⽌⾼频⾃激。
⼆、地线内阻引起的⾃激及消除 地线也是有内阻存在的。
各级电流流经地线时会通过地线内阻造成不利耦合。
在数字电路和⾼频电路中。
由于任何导线都有电感，其阻抗远⼤于直流电阻。
其阻抗产⽣的影响也较⼤。
下图是由于公共地线的内阻引起⾃激的⽰意图。
电路的公共点都经过输⼊端的A点接地。
各级的信号电流也都由后级经A点⼊“地”。
再经电源构成回路。
图中AB、BC、CD各段导线总是有内阻的，BD各段因位于后级。
影响较⼩。
⽽AB段的电阻就不能忽略了。
当T2中放⼤后的信号电流通过AB端导线时的电压降的极性与Tl基极上输⼊信号是相同的。
自激振荡分析与解决
如果放大器工作在通频带以外,由于相移增大,就有可能使负反馈变成正反馈, 以至产生自激振荡。
1 自激振荡的条件[1]自激振荡的条件为AF=-1,即|AF|= 1和arg(AF)=φA+φF=±(2n+1)π(n=0,1,2,…)上述公式是在负反馈的基础上推导出来的,相应条件是在-180°的基础上(中频时U0与Ui反相)所产生的附加相移Δφ。
2 检查电路是否稳定工作的方法(1) 方法一:根据AF的幅频和相频波特图来判断。
设LAF=20lg|AF|(dB)1) 当Δφ=-180°时(满足相位条件):若LAF<0,则电路稳定;若LAF≥0 (满足幅度条件),则自激。
2) 当|AF|=1,即LAF=0dB时(满足幅度条件):若|Δφ|<180,移相不足,不能自激;若|Δφ|≥180°,满足相位条件,能自激。
3)LAF=0时的频率为f0,Δφ=180°时的频率为fc,当f0 用上述三个判据中任何一个判断均可,需要注意的是,当反馈网络为纯电阻时,反馈系数F为实数,AF的波特图与A的波特图成为相似形。
为简便起见,通常只画出A的波特图进行研究。
因为F为已知(或可求),20lg(1/F)是一条水平线,它与A的幅频波特图相交于一点,这交点满足|A|=1/F,即|AF|=1(对应于20lg|AF|=0),根据交点处的相位小于-180°就能判断稳定与否。
(2)方法二:只根据幅频特性,无需相频特性的判别法。
因为20lg|AF|=0时,Δφ=-180°产生自激。
幅度条件改写成:20lg|A|+20lg|F| =0即:20lg|A|-20lg1/|F|=0,20lg|A|= 20lg1/|AF|≈20lg|Af|。
因此,自激条件又可描述为,当Δφ=-180°时,如果开环增益近似等于闭环增益将自激。
而开环增益的-20dB/dec段,对应于Δφ=-45°～- 135,-40dB/dec段对应于Δφ=-135°～- 225°。
放大电路产生自激振荡的原因
放大电路产生自激振荡的原因引言：放大电路是电子设备中常见的一个模块，它的作用是将输入信号放大到所需的幅度。
然而，在某些情况下，放大电路会产生自激振荡，导致设备的正常工作受到影响。
本文将探讨放大电路产生自激振荡的原因，并提出相应的解决方法。
一、放大电路的基本原理放大电路由放大器、反馈电路和输入输出电路组成。
其中，放大器负责放大输入信号，反馈电路将一部分输出信号反馈到放大器的输入端，输入输出电路则负责将信号输入到放大器并输出放大后的信号。
二、自激振荡的定义自激振荡是指放大电路在没有外部输入信号的情况下，输出信号出现振荡的现象。
自激振荡会导致放大器输出的信号失真，影响设备的正常工作。
三、放大电路产生自激振荡的原因1. 振荡回路增益过高当放大电路的振荡回路增益过高时，反馈信号将不断放大，导致系统进入不稳定状态。
这种情况下，即使没有外部输入信号，放大器仍会产生自激振荡。
2. 反馈电路相位条件失调反馈电路的相位条件是产生自激振荡的关键。
当反馈电路的相位延迟与放大器的相位延迟相等时，反馈信号将持续放大，引起自激振荡。
相位条件失调可能是由于电路设计错误或元器件参数不匹配所致。
3. 电源噪声干扰电源噪声是放大电路产生自激振荡的常见原因之一。
电源噪声会通过电源线传播到放大器，引起电路的不稳定性，从而产生自激振荡。
4. 电路共振当放大电路中的电感、电容和阻抗之间存在共振现象时，会导致电路产生自激振荡。
共振频率是电路的固有频率，当外部输入信号与共振频率接近或等于时，电路会自发产生振荡。
四、放大电路产生自激振荡的解决方法1. 控制振荡回路增益为避免振荡回路增益过高，可以通过增加衰减器或降低放大器的增益来控制振荡回路的总增益。
这样可以降低反馈信号的放大程度，减少自激振荡的可能性。
2. 优化反馈电路设计反馈电路的相位条件是产生自激振荡的关键。
可以通过优化反馈电路的设计，使反馈信号的相位延迟与放大器的相位延迟相等，从而避免自激振荡的发生。
《模拟电子技术基础》教学课件 6.5自激振荡及消除方法
6.5 自激振荡及消除方法
4. 密勒补偿
6.5 自激振荡及消除方法
4. 密勒补偿
在最低的上限频率所 在回路加补偿电容。
C'
C'
补偿前
C' (1 k )C
在获得同样补 偿的情况下，补 偿电容比简单滞 后补偿的电容小 得多。
补偿后
6.5 自激振荡及消除方法
RC 滞后补偿与简单滞后补偿比较
补偿前
简单补偿 后的幅频 特性
)(1+ j
f
)
fH1
fH2
fH3
补偿后，当f fH2时，20lg A F 0dB。
补偿前
补偿后
电容滞后补偿法是以 频带变窄为代价来消
除自激振荡的。
6.5 自激振荡及消除方法
2. RC滞后补偿
将RC串联网络接在时间常数最大的回路中。 由于加入了RC串联网络，使补偿后的频带比电容补偿时损失小一些。
6.5 自激振荡及消除方法
A F
A m Fm
(1 j f )(1 j f )(1 j f )
fH1
fH2
fH3
补偿后产生系数：
1+j 1+j
f
f' H2 Nhomakorabeaf
f
' H1
，取代
1 1+j
f f H1
若f
' H2
=
f
H
，则
2
A F
= (1+ j
Am Fm
f
f
' H1
)(1
+
j
f )
fH3
上式表明，最大附加相移为－180o，不满足起振条件，闭 环后一定不会产生自激振荡，电路稳定。
负反馈放大电路自激振荡产生原因及消除方法探讨
负反馈放大电路自激振荡产生原因及消除方法探讨
负反馈放大电路自激振荡产生的原因
1. 相位延迟：负反馈放大器中使用的反馈网络可能引入相位延迟，这会导致反馈信号与输入信号之间的相位差超过180度，从而产生自激振荡。
2. 反馈网络频率响应：反馈网络可能引入不稳定的频率响应，使得放大电路在某些频率上产生正反馈，导致自激振荡。
3. 线路耦合：放大电路中的不完全隔离的耦合元件（例如电感、电容等）可能引入正反馈，从而导致自激振荡。
负反馈放大电路自激振荡的消除方法
1. 增大带宽：在设计负反馈放大电路时，可以选择高带宽的放大器和反馈网络，以减小相位延迟和频率响应的影响。
2. 调整相位：通过调整反馈网络的相位延迟，使反馈信号与输入信号的相位差稳定在180度以下，从而防止自激振荡的产生。
3. 添加稳定器：在放大电路中添加稳定器，可以减小放大器的正反馈增益，在一定范围内保持负反馈，以防止自激振荡。
4. 良好的布线和接地：合理设计和布线可以减小线路耦合的影响，从而降低自激振荡的可能性。
5. 使用抗激励装置：在放大电路中添加抗激励装置，通过主动抑制自激振荡的产生，例如在放大器输入端加入一个抗激励电路。
需要注意的是，负反馈放大电路自激振荡的具体原因和消除方法可能因具体的电路结构和元件选择而有所不同，因此在实际应用中，需要根据具体情况进行分析和处理。
自激振荡电路原理详解
自激振荡电路原理详解自激振荡电路是一种常见的电路结构，在许多电子设备中发挥着重要作用。
它主要通过反馈机制来实现信号的自我增强和振荡，从而产生电磁波信号。
以下是有关自激振荡电路的详细解释和运作原理。
一、自激振荡电路基本原理自激振荡电路是通过电荷和电感之间的相互作用来产生电磁波。
当电荷从电容器中流出时，会在电感器周围产生一个磁场。
随着电荷流出电感器，磁场中的能量会逐渐减少。
但是，由于电荷的惯性，电场继续将电荷推动并流回电容器，因此电磁波能够在电路中不断地跳动。
二、自激振荡电路的构造自激振荡电路通常由电容、电阻和电感三种元器件组成。
当电容和电感相互连接时，如果电阻值太小，则电荷将流入电感并产生磁场，并使电容器中的电压特性变化。
这种变化将继续导致电感器周围的磁场的变化，从而形成电磁波信号的周期性振荡输出。
三、自激振荡电路的应用自激振荡电路的主要应用在无线电发射器和接收机中。
它可以产生高频率的电磁波，并将电信号转换成电磁波并传输。
在无线电接收机中，自激振荡电路被用于放大和检测接收到的电磁波信号。
四、自激振荡电路的优缺点自激振荡电路的主要优点是其简单、廉价和易于维护。
它不需要外部电源，只需要正确调整电路参数即可实现稳定的振荡输出。
然而，它的缺点是信号的质量和频率是由电路中的元器件参数和环境噪声所限定的。
此外，自激振荡电路需要考虑如何避免产生电磁干扰和引入杂音信号的问题。
五、自激振荡电路的优化为了优化自激振荡电路的性能，可以采取许多措施。
例如，采用高质量的元器件，通过加强反馈环路和调节偏置电路来保持稳定的输出。
此外，使用调节电路或者降噪电路可以减少电路中的干扰和信噪比。
六、自激振荡电路的安全性在使用自激振荡电路时需要注意防止电路出现短路和过载。
这些现象可能会引起电路破坏或者人身伤害，因此必须遵循安全标准和使用正确的电路组件。
总之，通过适当的设计和调整，自激振荡电路可以实现高品质、低成本、稳定和安全的振荡输出。
开关电源IC中误差放大器的自激振荡原理及补偿解决方法
根据公式：
将fz=5 kHz 带入，可得Cf=212 pF。
选择Cf为220 pF 即可。由于在电路中放入电容Cf，因此将产生一个新的极点，它的频率为：
将数值带入上式可得新的极点频率为1.5 MHz， 这相当于将外部极点P2 移动到了的P2′的位置。
由图6 可以看出尽管在增益0 dB 以上存在两个极点，但是当增益降为0 dB 时，相移依然没有超过-180°，所以自激振荡条件就被破坏，电路不会产生自激振荡。同时从图上可以看到，使用这种方法时放大器的带宽损失很小。但是根据式（3）可以看出，新极点的频率与放大器的增益有关，如果放大器增益过小，则会因为极点向高频率移动距离太小而大大影响到补偿的效果。特别地当作为电压跟随器使用时（此时放大器输出与反相输入端直接相连，反馈电阻为零），新极点的频率不会向高频移动，则此电路就会完全没有效果。由于各种因素的影响以及估算的误差，实际的特性曲线会与理论有一些差距，因此所设置的零点还需要通过实验来进行调整（后面的实验也证实了这一点）。
2 UC3875 误差放大电路
2.1 UC3875 误差放大电路结构
UC3875 是TI 公司生产的一款移相全桥软开关控制器，广泛应用于ZVS 和ZCS 拓扑结构的大功率开关电源当中。它内部包含一个误差放大器，该误差放大器输出端的输出电压与斜坡发生器的输出电压进行比较从而产生移相信号。它的AB 和CD 两组输出可以分别设定死区时间，非常适合应用于全桥谐振开关电源。本文中所用UC3875 的误差放大器部分电路接法。
误差放大器的正相输入端接参考电压，输出端通过一个150 kΩ 电阻反馈到反向输入端，反相输入端通过一个470 kΩ电阻与输出电压采样电路相连。
消除自激振荡的方法
消除自激振荡的方法
自激振荡是一种普遍存在于电路和机械系统中的现象。
它是由于反馈信号与输入信号增强并反复循环，导致系统失控振荡的结果。
为了避免这种不稳定的状态，我们需要采取一些措施来消除自激振荡。
以下是一些消除自激振荡的方法：
1.增加系统阻尼：通过增加系统的阻尼，可以减少自激振荡的发生。
这可以通过选用合适的阻尼器、减小负反馈回路的放大系数等方式来实现。
2.改善系统的稳定性：消除自激振荡的方法之一是改善系统的稳定性。
这可以通过加强系统的控制和稳定性、增加系统的稳定范围等方式来实现。
3.调整系统参数：调整系统参数，使得系统更容易稳定下来，也可以有效地减少自激振荡的发生。
例如，调整电路参数、机械系统的惯性等。
4.选择合适的输入信号：选择合适的输入信号可以减少自激振荡的发生。
例如，在机械系统中，可以通过控制输入信号的幅值和频率，来减少系统振动的幅值和频率。
5.使用反馈控制技术：反馈控制技术可以有效地消除自激振荡。
通过负反馈回路，可以抑制系统的不稳定性，保持系统的稳定性。
总而言之，消除自激振荡需要综合考虑多种因素，并采取适当的措施来解决问题。
这样才能保证系统的稳定性和可靠性。
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运放震荡自激原因及解决办法
分类：信号完整性运放2011-07-10 21:10 10663人阅读评论(0) 收藏举报360工作测试网络
闭环增益G=A/(1+FA)。
其中A为开环增益，F为反馈系数，AF为环路增益
A(开环增益) = Xo/Xi
F(反馈系数)=Xf/Xo
运放震荡自激的原因：
1、环路增益大于1 (|AF|》1)
2、反馈前后信号的相位差在360度以上，也就是能够形成正反馈。
参考《自控原理》和《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》
在负反馈电路时，反馈系数F越小越可能不产生自激震荡。
换句话说，F越大（即反馈量越大），产生自激震荡的可能性越大。
对于电阻反馈网络，F的最大值是1。
如果一个放大电路在F=1时没有产生自激振荡，那么对于其他的电阻反馈电路也不会产生自激振荡。
F=1的典型电路就是电压跟随电路。
所以在工作中，常常将运放接成跟随器的形式进行测试，若无自激再接入实际电路中
自激振荡的引起,主要是因为集成运算放大器内部是由多级直流放大器所组成,由于每级放大器的输出及后一级放大器的输入都存在输出阻抗和输入阻抗及分布电容,这样在级间都存在R-C相移网络,当信号每通过一级R-C网络后,就要产生一个附加相移.此外,在运放的外部偏置电阻和运放输入电容,运放输出电阻和容性负载反馈电容,以及多级运放通过电
源的公共内阻,甚至电源线上的分布电感,接地不良等耦合,都可形成附加相移.结果,运放输
出的信号,通过负反馈回路再叠加增到180度的附加相移,且若反馈量足够大,终将使负反馈转变成正反馈,从而引起振荡.
重要的概念
相位裕度---如下图所示，显然我们比较关心当20lg|AF|=0时，相位偏移是否超过180
运放震荡原因：
1. 可能运放是分布电容和电感引起的 ----------------可通过反馈端并联电容，抵消影响。
2. 运放驱动容性负载导致。
---------------------------可在运放输出端先接入一个电阻，再接负载。
3. 可能是反馈过深引起的-----------------------------可通过减少环路增益，减少反馈量，即增大闭环增益。
例如运放作为电压跟随易震荡，增大放大倍数，震荡会消失。
解决方法：
1. 环内补偿
运放反馈电阻并接反馈电容:----相位超前补偿
（如下图显然补偿后0dB的频率后移，运放带宽扩大，即自激的频率点后移了）
小电容叫做移相电容，防止运放自激的一般取0点几皮法到几十皮法几百皮法，看工作的频率以及运放的型号来定
简单点说加的电容越大，带宽越窄
防止振荡Rf和运放的输入电容及杂散电容形成极点，如果该极点在运放使用的频率范围内就可能使运放产生振荡；加入Cf后，Cf和Rf产生零点，用来抵消极点。
一般取值Cf>Ci,Ci 为运放的输入电容和输入脚杂散总电容。
2. 环路外补偿法、
在运放的输出端串上一个小电阻
再连到后级，十几欧到几十欧之间既可，具体值与后级电路的输入电容有关，可尝试不同的电阻值，获得稳定的输出
由于考虑到负载存在一点的容性(CL)，环路增益在输出电阻和CL的作用下降低。
同时，相位和增益之间不再有比例关系，相位滞后成为决定性因素，使反馈环路失去稳定，最糟糕时可能导致震荡。
因此在运放输出端接入一个小电阻R，消除因CL而产生的反馈环路相位滞后
PS：
1.电源供电稳定，最好并联0.1uf ,10uf等电容
2.放大倍数不能过大，放大级数也不要超过四级
实验或测试之前，若用示波器接在运放输出端，有时可以看到频率较高且近似正弦波的波形，偶尔也出现低频振荡的情况.可根据产生振荡的原理采取不同的方法解决:
(1)反馈极性是否接错或负反馈太强.若将负反馈错接成正反馈则极易产生振荡.另外，负反馈愈强也愈易产生自激.
(2)若输出端接有的电容性负载，由于容性负载加强了电路的相移，所以更易自激.可以用另一个RC环节来补偿相移，如果补偿得好自激振荡就会消除.
(3)接线杂散电容过大.当输人回路为高阻时，由接线到地或接线之间的杂散电容与电阻组成的滞后环节，将使组件变得不稳定.为此可在Rf(反馈电阻)两端并联一个电容CF，或者在运放的输人端并联一个RC支路，这两个环节都属于超前校正的性质，即它们产生的相位超前作用将有可能抵消前面所述杂散电容所起的相位滞后作用，从而使运放稳定.
(4)电源接线旁路措施不够.电源引线不仅具有一定电阻，还有一定的电感和分布电容，因此当有许多运放接到同一根电源线时，，将通过这些因素产生相互之间的影响，解决的办法是在印刷电路板插座上的正负电源的接线端与地之间接上几十uF的电解电容和0.01uF的陶瓷电容相并联，如果运放是作为宽频放大，须选用低电感量的电容.。