自激振荡与负反馈放大电路稳定性的条件
模电第五章答案解析
【例5-1】电路如图 (a)、(b)所示。
（1）判断图示电路的反馈极性及类型；（2）求出反馈电路的反馈系数。
图(a) 图(b)【相关知识】负反馈及负反馈放大电路。
【解题思路】（1）根据瞬时极性法判断电路的反馈极性及类型。
（2）根据反馈网络求电路的反馈系数。
【解题过程】（1）判断电路反馈极性及类型。
在图(a)中，电阻网络构成反馈网络，电阻两端的电压是反馈电压，输入电压与串联叠加后作用到放大电路的输入端（管的）；当令=0时，＝0，即正比与；当输入信号对地极性为♁时，从输出端反馈回来的信号对地极性也为♁，故本电路是电压串联负反馈电路。
在图（b）电路中，反馈网络的结构与图（a）相同，反馈信号与输入信号也时串联叠加，但反馈网络的输入量不是电路的输出电压而是电路输出电流（集电极电流），反馈极性与图（a）相同，故本电路是电流串联负反馈电路。
（2）为了分析问题方便，画出图(a) 、(b)的反馈网络分别如图（c）、(d)所示。
图(c) 图(d)由于图(a)电路是电压负反馈，能稳定输出电压，即输出电压信号近似恒压源，内阻很小，计算反馈系数时，不起作用。
由图（c）可知，反馈电压等于输出电压在电阻上的分压。
即故图(a)电路的反馈系数由图（d）可知反馈电压等于输出电流的分流在电阻上的压降。
故图(b)电路的反馈系数【例5-2】在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。
（1）若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路，则说明电路引入了反馈。
（2）若放大电路的放大倍数为“＋”，则引入的反馈一定是正反馈，若放大电路的放大倍数为“−”，则引入的反馈一定是负反馈。
（3）直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈，阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。
（4）既然电压负反馈可以稳定输出电压，即负载上的电压，那么它也就稳定了负载电流。
（5）放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，说明电路引入了串联负反馈；净输入电流等于输入电流与反馈电流之差，说明电路引入了并联负反馈。
负反馈电路自激振荡条件
负反馈电路自激振荡条件引言：负反馈电路是一种常见的电子电路，其作用是减小电路的非线性失真、提高稳定性和增加增益带宽积。
然而，当负反馈电路中存在某些特定条件时，会引发自激振荡现象。
本文将探讨负反馈电路自激振荡的条件。
一、负反馈电路的基本原理负反馈电路是通过将电路输出端的一部分信号反馈到输入端，从而减小电路的非线性失真。
在负反馈电路中，输出信号与输入信号之间存在一个负反馈环路，通过该环路，输出信号的一部分被反馈到输入端，与输入信号相减，形成负反馈。
二、负反馈电路的稳定性负反馈电路的稳定性是指在输入信号发生变化或环境条件改变时，输出信号能够保持稳定。
负反馈电路通过降低电路的增益，增加电路的稳定性。
然而，在某些特定条件下，负反馈电路会出现自激振荡现象。
三、负反馈电路自激振荡的条件当负反馈电路的相位移量等于360度时，就有可能发生自激振荡现象。
具体来说，以下是负反馈电路自激振荡的条件：1. 相位移量为360度：负反馈电路的输出信号必须经过放大和反相处理，使其相位与输入信号相差180度。
同时，负反馈电路的反馈通路也必须具有相位移量。
当输出信号经过反馈回到输入端后，如果相位移量等于360度，就会引发自激振荡。
2. 放大倍数大于1：负反馈电路中，放大倍数必须大于1，才能产生反馈效果。
如果放大倍数小于1，则无法实现负反馈，自然也不会发生自激振荡。
3. 反馈通路增益大于1：负反馈电路中，反馈通路的增益必须大于1，才能产生足够的反馈信号。
如果反馈通路的增益小于1，则无法实现负反馈，自激振荡也不会发生。
四、负反馈电路自激振荡的影响负反馈电路自激振荡现象会导致电路的不稳定，产生频率可变的振荡信号。
这种振荡信号会干扰其他电路的正常工作，影响整个系统的性能。
因此，我们需要避免负反馈电路的自激振荡。
五、避免负反馈电路自激振荡的方法为了避免负反馈电路的自激振荡现象，我们可以采取以下方法：1. 选择合适的放大器：选择具有稳定性好、频率响应宽、相位移量小的放大器，可以有效降低自激振荡的概率。
负反馈电路自激振荡平衡条件
负反馈电路自激振荡平衡条件负反馈电路是一种常见的电路结构，它可以通过将一部分输出信号反馈到输入端，来减小电路的非线性失真和噪声。
然而，在某些情况下，负反馈电路可能会出现自激振荡的现象，这会导致电路的性能下降，甚至损坏电路元件。
因此，了解负反馈电路自激振荡的平衡条件是非常重要的。
负反馈电路自激振荡的原因是电路中存在一个正反馈回路，这个回路会使得电路的输出信号不断放大，最终导致自激振荡。
为了避免这种情况的发生，需要满足一定的平衡条件。
首先，负反馈电路的增益必须小于1。
这是因为如果电路的增益大于1，那么即使有一点点的正反馈，也会导致电路的输出信号不断放大，最终导致自激振荡。
因此，为了避免这种情况的发生，负反馈电路的增益必须小于1。
其次，负反馈电路的相位差必须小于180度。
这是因为如果电路的相位差大于180度，那么即使有一点点的正反馈，也会导致电路的输出信号不断放大，最终导致自激振荡。
因此，为了避免这种情况的发生，负反馈电路的相位差必须小于180度。
最后，负反馈电路的反馈信号必须足够强。
这是因为如果反馈信号太弱，那么即使有一点点的正反馈，也会导致电路的输出信号不断放大，最终导致自激振荡。
因此，为了避免这种情况的发生，负反馈电路的反馈信号必须足够强。
总之，负反馈电路自激振荡的平衡条件是电路的增益小于1，相位差小于180度，反馈信号足够强。
只有满足这些条件，才能保证负反馈电路不会出现自激振荡的现象。
因此，在设计负反馈电路时，需要注意这些平衡条件，以确保电路的性能和稳定性。
15第十五讲-负反馈放大电路的频率响应解析
0º -90º -45
f
-180º -135
-270º -225
三、负反馈放大电路的稳定裕度
20lg|T(j)|/dB
幅度裕度Gm ：
60 40 20
0
T()
0º
T()=-180º时对应的分贝数。
Gm
f0 f f
f
Gm 20lg | T( jf ) | (dB)
相位裕度m ：
20lgT(j)=0时对应的相
1、掌握反馈的基本概念和类型，会判断放大电路中是
否存在反馈以及反馈的类型－－会判 。
正反馈
反馈
直流负反馈（稳定静态工作点）
类型 负反馈
电压串联、电压并联
瞬时极性法 （改交善流动负态反性馈能）电流串联、电流并联
同点连接判别法
2、交流负反馈对放大展宽频带，减小失真；
解：先绘出其波特图；
20lg|A(j)|/dB
①F=0.1
20lg(1/ F) 20dB
80 B 0.001 -20
60
-40
f0 f , 会自激。
②F=0.001
20lg(1/ F) 60dB
40 20
0104 A()
B 0.1
f -60
105
10f60
107 108
f0
f
f0 f , 不会自激。
U2 R 1/ jC 1 1 jjR/C 2
引入一个 零点
U1 R R 1/ jC 11 j(jR /R )C1 主极点对应
当参数选择合适时，引入的零点可以与原频率 特性中的一个极点相消，该极点产生的相位也消
的角频率
去，使电路不再满足相位条件，因而消除了自激振荡。
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。
负反馈电路自激振荡平衡条件
负反馈电路自激振荡平衡条件引言在电子学中，负反馈是一种常见的技术手段，被广泛应用于放大器、稳压器等电路中。
负反馈电路能够降低放大器的非线性失真、改善稳定性和频率响应等性能。
然而，在一些情况下，负反馈电路可能会出现自激振荡现象，影响电路的正常工作。
本文将详细讨论负反馈电路自激振荡的平衡条件以及如何避免自激振荡。
负反馈电路的基本原理负反馈电路通过将放大器的输出信号与输入信号的一部分进行比较，并将差值作为反馈信号加入到输入端，以实现对放大器性能的调节。
具体而言，负反馈电路可分为串联负反馈和并联负反馈两种类型。
串联负反馈电路串联负反馈电路中，放大器的反馈信号通过串联到输入端。
典型的串联负反馈电路包括电压串联负反馈和电流串联负反馈两种。
电压串联负反馈电路的基本结构如下：Rf V_out+------>O-------------+| | || | |V_in | || | |+-------O<------Cf || | || | |GND R1 R2其中，Rf为反馈电阻，R1为输入电阻，R2为输出电阻，Cf为耦合电容。
电流串联负反馈电路的基本结构如下：V_out||+------+| |Rf | |- | || | V_inIb,Q1 +--->O-----+----+--+R1 +---O------|-------+ +-+---|-------O| | | | | || | +-|-+ | |GND R2 CE,Q2 | RE|GND其中，Rf为反馈电阻，R1为输入电阻，R2为输出电阻，Ib为输入电流，Q1和Q2为晶体管，CE为晶体管的集电极电阻，RE为晶体管的发射极电阻。
并联负反馈电路并联负反馈电路中，放大器的反馈信号通过并联到输入端。
典型的并联负反馈电路包括电压并联负反馈和电流并联负反馈两种。
电压并联负反馈电路的基本结构如下：V_in R3 V_out+---------O-------------------O--------+| | | | || | | | |+-------Cf--+--O-----+--O | || | | | | | || R1 R2 Rf R3 | |GND Rf | || |GND GND其中，Rf为反馈电阻，R1为输入电阻，R2为输出电阻，R3为并联电阻，Cf为耦合电容。
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。
模拟电子技术基础(第四版)课件6.6 负反馈放大电路的稳定性 6.7.
对于多级放大电路，如果引入过深的负反馈，可能引
起自激振荡。
6.6.1 负反馈放大电路自激振荡产生的原因和条件
一、自激振荡产生的原因
放大电路的闭环放大倍数为：
A f
A 1 A F
在中频段， A F 0 在高、低频段，放大倍数
AX和i 反 馈X系i 数XFf
3.密勒效应补偿
利用密勒效应将补 偿电容、或补偿电 阻和电容跨接放大 电路的输入端和输 出端。
并具有450的相位裕度，
所以电路一定不会产生
自激振荡。
图6.6.3 简单滞后补偿前后基本放大 电路的幅频特性
2.RC滞后补偿
除了电容校正以外，还可以利用电阻、电容元件串 联组成的 RC 校正网络来消除自激振荡。
图 6.6.5 RC 校正网络
利用 RC 校正网络代替电容校正网络，将使通频带变 窄的程度有所改善。
0 AF
0
90° 180°
fo
f / HZ
fo
f / HZ
A F 1
(a)产生自激振荡
结论：当 f = f0 时，电路同时满足自激振荡的相位条 件和幅值条件，将产生自激振荡。
例2：
20lg A F / dB
60
40
由负反馈放大电路 A F 的波 20
特图可见，当 f = f0 ，相位
结论：
单级放大电路不会产生自激振荡；
两级放大电路当频率趋于无穷大或趋于零时，虽 然满足相位条件，但不满足幅值条件，所以也不 会产生自激振荡；
但三级放大电路，在深度负反馈条件下，对于某 个频率的信号，既满足相位条件，也满足幅值条 件，可以产生自激振荡。
6.6.3 负反馈放大电路稳定性的判断
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自激振荡与负反馈放大电路稳定性的条件
摘要：通过分析，发现产生自激振荡需要特定的相位条件和幅值条件对负反馈放大电路的稳定性而言，控制相位和幅值来控制电路的稳定性。
关键词语：自激振荡，负反馈，相位，幅值，输入信号，反馈信号，净输入信号
引言：当电路引入负反馈时，净输入信号在减小，因此，与必须是
同相的。
否则，当有，n = 0，1，2…（、分别是、
的相角），并且有||=1时，就会产生自激振荡。
1、自激振荡
1.1、产生自激振荡的原因
图1是负反馈放大电路组成框图的简化形式
图1是负反馈放大电路组成框图的简化形式，图中基本放大电路的净输入信
号,开环增益，反馈系数。
另外，图中是信号源，是信号源的输出信号，两者的关系是。
在高频区或低频区，由于各种电抗性元件的影响。
而使得、的幅值和相
位随频率而变化。
相位的改变使和产生了附加相移（）。
当、
的附加相移达到（即）时，与由中频区的同相变为反相，使放大电路的由中频时的减小而变为增加，放大电路就由负
反馈变成了正反馈。
当正反馈满足（即=-1）时，即使
，输出端也会产生输出信号，电路产生自激振荡。
从而使电路会失去正常的放大作用而处于一种不稳定的状态。
1.2、产生自激振荡的条件
负反馈放大电路产生自激振荡的条件是环路增益，它包括幅值条件和相位条件，即
为了突出附加相移，相位条件常常写成
2、负反馈放大电路的稳定条件
根据自激振荡的条件，的幅值条件和相位条件同时满足时，负反馈放大
电路就会产生自激。
在及时，更加容易产生自激振荡。
所以，只要幅值条件和相位条件不同时满足时，电路就不会产生振荡，也就能使得负反馈放大电路稳定工作，稳定工作条件是：
a.当||=1时，即20lg||=0dB;；
b. 当时，即20lg||<0dB，<1。
3、小结：通过对自激振荡的分析，发现相位和幅值对负反馈放大电路的稳定性有巨大的影响，但是庆幸的是产生自激振荡需要特殊的条件，当电路满足这一特定条件时，才会产生振荡，工程上常常采取控制相位和幅值来控制电路的稳定性。
相关资料：
主编：康华光，电子技术基础（模拟部分），第5版；北京高等教育出版社，2006.1版（2009重印），华中科技大学电子技术课程组编；。