自激振荡的判别
自激振荡的判别条件
自激振荡的判别条件在电子线路中，判断电路能否产生自激振荡一直以来都是一个令学生感到困惑的问题，同学们对一个电路进行分析时往往感到无从下手。
笔者根据多年的教学经验，总结出一个比较简单的判别方法，具体内容如下：通常，我们判别电路能否产生自激振荡可以从两个方面人手：一个是相位平衡条件，另一个是振幅平衡条件，这两个条件中有任何一个不满足，电路就不能产生自激振荡。
一般条件下，我们在分析电路时，两个判别条件中首先看振幅平衡条件，它是指放大器的反馈信号必须有一定的幅度。
这个条件中包含两层意思，一是必须有反馈信号，二是反馈信号必须有一定的幅度。
这样我们在分析电路是否满足振幅条件时就可以从两个方面考虑：(1)是否存在反馈信号；(2)三极管能否起到正常的放大作用。
下面通过举例来说明：在图1所示电路中，考虑交流通路时，反馈信号被发射极电容Ce短路，反馈信号消失，不满足振幅条件，不能产生自激振荡。
在图2、图3昕示电路中，考虑直流通路，电感线圈视为导线。
在图2中线圈将集电极、发射极短路，图3中线圈将集电极、基极短路，所以这两个电路中三极管均不能正常工作，从而不满足振幅条件，电路也不能产生自激振荡。
如果通过分析，知道电路满足振幅条件，那么第二步我们再来看相位平衡条件，它是指放大器的反馈信号与输入信号必须同相位。
换句话说，就是电路中的反馈回路必须是正反馈。
关于正负反馈的判别我们可以用“瞬时极性法”来进行。
这里我们也通过一个电路来说明。
在图4中，先假设输入信号电压对地瞬时极性为正，然后根据该瞬间晶体管的集电极、基极、发射极相对应的信号极性可看出，反馈到基极的信号极性为负，它起着削弱输入信号的作用，可知是负反馈，则不满足相位条件，所以电路不能产生自激振荡。
由上可知，一个能够产生自激振荡的电路，必然是既有正反馈又能正常放大的电路。
也就是说，这个电路必须同时满足振幅条件和相位条件才能产生自激振荡，两个条件缺一不可。
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6.2.1自激振荡的判断练习
• 3、vf=vs • 4、正弦波交流电压输出到RL。 • 5、Cb反馈信号耦合电容。
Hale Waihona Puke 开关S突然接通到2• 什么是自激现象： • 反馈电压代替 vs，正反馈作用，自动维 持振荡，输出正弦波。
自激振荡的条件
• 一、正反馈：相位平衡
• 二、有反馈信号，放大器处于放大状态： 振幅平衡
练习一：判断放大器是否处于放大 状态
例题：
在图1所示电路中，考虑交流通路时，反馈信号被发
射极电容Ce短路，反馈信号消失，不满足振幅条件，
不能产生自激振荡。
练习二、判断正反馈
判断是否是正反馈: 用瞬时极性法判断 满足相位条件。
分析： （1）V处于截止状态，振 幅条件不满足 （2）用瞬时极性法判别为 负反馈。 （3）不能产生自激振荡
教材例题
教材习题6-1（a）
6-1（b）
自激振荡的条件
练习
振荡器电路的结构分析
互感线圈的极性判别 初级线圈 次级线圈 磁棒
同极性端
1
2
3 4
i ic u
C
+1 –2 +3
iL
L R
反馈信号 通过互感 线圈引出
–4
开关S接通1
1、vs为信号源，开关S 接通1，vs补充能量维持 LC回路的正弦波振荡。 2、vf是反馈电压，送到 三极管的基极。
自激振荡的条件
自激振荡的条件自激振荡是指在没有外部刺激的情况下，系统出现自发的振荡现象。
在物理学、工程学、生物学等领域都有自激振荡的研究。
本文将以自激振荡的条件为标题，探讨自激振荡的原理、条件和应用。
一、自激振荡的原理自激振荡是由于系统内部的正反馈机制而产生的。
正反馈是指系统的输出会增强自身的输入，从而加强系统内部的振荡。
当系统中的正反馈机制达到一定条件时，就会出现自激振荡的现象。
1. 正反馈回路：自激振荡必须存在正反馈回路，即系统的输出会增强自身的输入。
在这个回路中，输出信号会被放大并反馈到系统的输入端，从而引起振荡。
2. 阻尼系数小于临界值：在自激振荡的条件下，阻尼系数必须小于临界值。
阻尼系数是指系统的阻尼程度，当阻尼系数小于临界值时，系统才能产生持续的振荡。
3. 能量输入：自激振荡需要有能量输入，以维持系统的振荡。
能量输入可以来自外部环境或系统内部的能量转化。
三、自激振荡的应用1. 电子学领域：自激振荡在电子学中有广泛的应用，如放大器、振荡器和锁相环等。
其中，振荡器是一种常见的自激振荡设备，用于产生稳定的电信号。
2. 生物学领域：自激振荡在生物钟的研究中具有重要意义。
生物钟是一种生物体内部具有自激振荡机制的生物节律系统，能够调节生物体的行为和代谢。
3. 机械工程领域：自激振荡在机械工程中也有应用，如自激振荡阀门。
自激振荡阀门利用流体的自激振荡现象，实现流体的稳定控制。
四、自激振荡的研究和发展自激振荡的研究始于20世纪初，随着科学技术的不断进步，对自激振荡的研究也越来越深入。
目前，自激振荡已经在多个领域得到应用，并取得了一系列的研究成果。
自激振荡的研究不仅有助于我们对振荡现象的理解，还为技术创新和应用提供了新的思路。
通过研究自激振荡的机制和条件，可以设计和优化更加稳定和高效的振荡装置，推动科学技术的发展。
总结：自激振荡是由于系统内部的正反馈机制而产生的自发振荡现象。
它需要满足正反馈回路、阻尼系数小于临界值和能量输入等条件。
负反馈放大电路的自激振荡
负反馈放大电路的自激振荡什幺是自激振荡？ 如果在放大器的输入端不加输入信号，输出端仍有一定的幅值和频率的输出信号，这种现象叫做自激振荡。
一、自激振荡的幅度条件和相位条件 由式(5.1.4)可知，负反馈放大电路的闭环放大倍数可表示如下： 如果上式的分母1+AF=0，则Af=∞，此时即使没有输入信号，放大电路仍将有一定的输出信号，说明放大电路产生了自激振荡。
因此，负反馈放大电路产生自激振荡的条件是1+AF=0，即 AF=-1 (5.4.1) 上式可以分别用模和相角表示如下： |AF|=1 (5.4.2) argAF=±(2n+1)π (n=0，1，2，...) (5.4.3) 式(5.4.2)和(5.4.3)分别表示负反馈放大电路产生自激振荡的幅度条件和相位条件。
但是，根据前面5.1.4节的讨论可知，对于负反馈放大电路而言，通常Af 表达式中的分母|1+AF|>1，因而|A|。
那幺，为什幺负反馈放大电路也会产生自激振荡呢?这是由于所谓负反馈，一般是指在中频时接成负反馈，但放大电路的放大倍数A和反馈系数F常常是频率的函数。
当频率变化时，A、F的模和相角都将随之改变，假如在高频或低频时变为|1+AF|二、自激振荡的判断方法 从自激振的两个看，一般来说相位条件是主要的。
当相位条件得到满足之后，大绝大多数情况下只要|AF|≥1，放大电路就将产生自激振荡。
当|AF|>1时，输入信号经过放大和反馈，其输出正弦波的幅度要逐步增长，直到由电路元件的非线性所确定的某个限度为止，输出幅度将不再继续增长，而稳定在某一个幅值。
为了判断负反馈放大电路是否振荡，可以利用其回路增益AF的波特图，综合考察AF的幅频特性和相频特性，分析是否同时满足自激振荡的幅度条件和相位条件。
扩展阅读：什幺是反馈？。
第18讲 6.3-6.5节自激震荡
A Hf
所以：
A mf
Am 1 Am F
f Hf ( 1 A m F ) f H
可见，引入负反馈后，放大电路的中频放大倍 数减小为无反馈时的1 / ( 1 A m F ) ；而上限频率提 高到无反馈时的 ( 1 A m F ) 倍。
二、负反馈对输出电阻的影响
1. 电压负反馈使输出电阻减小 放大电路的输出电 阻定义为：
Ro
当 X
i
Uo I o
X i 0,RL
Rof
0时
X i X i X f X f F U o
U o I o R A o X i I o R o A o F U o
三、负反馈放大电路的稳定裕度
当环境温度、电路参数及电源电压等在一定范围内变 化时，为保证放大电路也能满足稳定条件，要求放大电路 要有一定的稳定裕度。
20 lg A F / dB
1. 幅度裕度 Gm
G m 20 lg A F
f f0
60 40
( dB )
20 fc fc fo Gm
60 40 20 O
由负反馈放大电路 的波特图可见，当 f = f0 ，
AF
相位移
AF
fc
fc
f0
f0
f / HZ f / HZ
AF = -180º
时
AF 1
O 90° 180°
(b)不产生自激
利用波特图来判断自激振荡
结论：该负反馈放大电路不会产生自激振荡，能够稳 定工作。
幅度条件 arg AF ( 2n 1) ( n 0，2， ) 相位条件 1， 例：由单管阻容耦合共射放大电路的频率响应
负反馈放大电路的自激振荡
1．电容滞后补偿
在放大电路中 选择时间常数最大 的回路内对地并接 小电容C，如图所 示。这种方法简单， 但缺点是使频带变 窄了，是以牺牲带 宽为代价来消除自 激振荡的。
2．RC滞后补偿
这种补偿是采 用RC相串联的网 络来取代电容滞后 补偿中的电容C， 如图所示。其目的 使频带宽度有所增 加，即在高频放大 倍数处于零处的频 率比电容滞后补偿 有所提高。
处，使得
，两者作用的结果是
使净输入信号增大，产生了正反馈．
如果反馈较强以至于
，此 时
，
虽然输入信号为零，输出端也会产生输出信号，条件
根据上述分析，负反馈放大电路产生自激振荡的条件为
表示成模和相角的形式，即
（n=0，1，2，…）
3．自激振荡的判断
为了判断负反馈放大电路是否振荡，通常利用其回路 增益 的波特图，考察的幅频特性和相频特性，分析是 否同时满足自激振荡的起振条件和相位条件。
模拟 电子 技术 基础
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负反馈放大电路的自激振荡
1.1 产生自激振荡的原因和条件 1.2 消除自激振荡的方法
1.1 产生自激振荡的原因和条件
1．自激振荡产生的原因
在低频和高频的情况下，由于 、 都
是频率的函数，它们的幅值和相位会随频率而 变化，所产生的相移称为附加相移 、
这就有可能在低频或高频区中的某个频率
可以归纳出判断产生自激振荡的方法：根据幅频 特性和相频特性曲线分别找到相应的频率点fc和f0，
如果f0<fc，将产生自激振荡，电路不稳定；
如果f0>fc，不会产生自激振荡，电路稳定。
1.2 消除自激振荡的方法
对于多极负反馈放大电路（三级或三级以上） 来说，为了避免产生自激振荡，保证电路正常工作， 需要采取措施来破坏自激的条件。消除自激振荡的 最基本方法之一是采用相位补偿网络。补偿是指在 基本放大电路或者反馈网络中增加一些元件，如R、 C等，以改变放大电路的频率响应。
6.2.1-自激振荡的原理
课题：§ 6.2.1 自激振荡的原理
教学目的、要求： 1、熟记自激振荡的条件
2、理解自激振荡的工作原理教学重点：自激振荡的条件
教学难点：自激振荡的原理及判别
授课方法：讲授法练习法
教学参考及教具（含电教设备）：多媒体黑板板书设计：
．阻尼振荡：电容上电压每经一次振荡都
将减小，最后停振。
．等幅振荡：正弦振荡器的工作原理。
．阻尼振荡：电容上电压每经一次振荡都将减小，最后停振。
．等幅振荡：正弦振荡器的工作原理。
LC
f 2π1
0=
注：电流与电压是按正弦规律变化的。
振荡器
用反馈信号代替原有的外加信号源V S 。
．自激：没有外部输入信号，由于电路内部正反馈作用而自动维持．相位平衡条件指放大器的反馈信号与输入信号必须同相位，即相）的偶数倍 ϕ = 2n π（n 是整数，相位差。
．振幅平衡条件，指放大器的反馈信号必须达到一定的幅度。
> 原输入端信号。
振荡建立好：反馈信号 = 原输入端信号。
分析：
（1）V处于截止状态，振幅条件不满足（2）用瞬时极性法判别为负反馈。
（3）不能产生自激振荡
教学过程
学生活动
学时分配
小结：
1．LC 回路的自由振荡
2．自激振荡产生的条件 作业：
2。
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°。
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• (2)相位条件 采用瞬时极性法，
设 V 基极电位为“正”，根据 共射电路的倒相作用，可知集
电极电位为“负”， 于是 L
同名端为“正”，根据同名端
的定义得知，Lf 同名端也为
“正”，则反馈电压极性为 “负”。显然，电路不能自激 图(b)：因隔直电容 Cb 避免了 Rb2 被振反荡馈。线圈 Lf 短路，同时反馈电 压极性为“正”，电路满足振幅平衡和相位平衡条件，所以电路能产 生自激振荡。
举例练习：判断下面电路是否满足相位平衡条件
VB1 (+)VC1(-)LC1(-)LC3(+) LC2(-)VB1(-),所以是负反馈，因此不能满
足相位平衡条件
四．例题讲解练习
例：判断电路图（a）能否产生自激振荡。若改为图（b）又怎样？
• 解：图 (a) ：(1)振幅条件 • 因 V 基极偏置电阻 Rb2 被反
自激振荡的判别
主讲：向娟
教学目的
• 1.牢记自激振荡的条件 • 2.掌握自激振荡的判别方法
教学重点以及难点
• 应用自激振荡的条件判断能否自激振荡
一.什么是自激振荡？
• 如果在放大器的输入端不加输入信号，输
出端仍有一定的幅值和频率的输出信号， 这种现象叫做自激振荡。
二。自激振荡的条件：
1、相位平衡条件：放大器的反馈信号必须 与输入信号同相位，即两者的相位差为180°的偶 数倍，即φ=2nп。
判断下图是否满足幅度平衡条件
▪ 在图2所示电路中， 考虑直流通路，电感 线圈视为导线。线圈 将集电极、基极短路， 所以这电路中三极管 不能正常工作，从而 不满足振幅条件，电 路也不能产生自激振
荡。
2、分析相位平衡条件
我们要分析基本放大电路的交流通路，用 瞬时极性法判断是否是正反馈。
（1）首先要找反馈元件。 其特点是：在交流情况下，一端连到放大 器的输入端，另一端连到放大器的输出端， 如果没有这样的元件存在，便不存在反馈， 不满足相位平衡条件，不能振荡。
五.课堂总结
• 判断自激振荡的方法： • （1）分析幅度平衡条件 • a.判断电路中是否存在反馈信号 • b.判断放大器能否起到正常放大作用 • （2）分析相位平衡条件 • a.找反馈元件 • b.根据瞬时极性法判断是否是正反馈。
六.作业布置
• 书上第82页4-8.
•谢谢大家
•
E:\Monica Naranjo - Oyeme.mp3
（2）根据瞬时极性法判断是否是正反馈。 如果是负反馈，不满足相位平衡条件，则 不能振荡，如果是正反馈，才满足相位平 衡条件，可能振荡。
其判别思路过程可以概括为：
找反馈元件--瞬时极性法判别反馈类型-正反馈--满足相位平衡条件。
注意： 在交流通路中耦合电容、旁路电容、直流电
源视为短路，电感线圈视为开路，而选频网络的 电容和电感不变,两端瞬时极性相反。
注意: 在交流通路中耦合电容、旁路电容、 直流电源视为短路，电感线圈视为开路， 而选频网络的电容和电感不变。
(2)三极管能否起到正常的放大作用
注意：判别三极管的状态要分析放大器的 直流通路，此时可把所有的电容器视为开 路而电感线圈视为 短路处理。
判断下图பைடு நூலகம்否满足幅度平衡条件
▪ 分析：在图1所示电 路中，考虑交流通路 时，反馈信号被发射 极电容Ce短路，反馈 信号消失，不满足振 幅条件，不能产生自 激振荡。
• 2、幅度平衡条件：指反馈信号不小于原输入
信号，即Vf≥Vi，可推导得到AvF≥1。
三 ．针对自激振荡的条件引出自激振荡的判 断方法。
判断自激振荡的方法： 只要能够保证放 大器是一个带正反馈的正常放大电路。正反 馈则满足相位平衡条件，正常放大电路则满 足幅度平衡条件。
1、分析幅度平衡条件：
(1)是否存在反馈信号