負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性分析與設(shè)計(jì)

趙春艷 周小燕 梁青青

(蘭州文理學(xué)院 傳媒工程學(xué)院， 蘭州 730000)

文獻(xiàn)[1]中用環(huán)路增益分析負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性時(shí)，得出逼近自激振蕩而不穩(wěn)定的結(jié)論，但沒(méi)有給出不穩(wěn)定的范圍，不夠嚴(yán)謹(jǐn)。本文用幅值和相位裕度的分析方法，在Bode圖和Nyquist圖中直接得出裕度的范圍，用于判斷電路的穩(wěn)定性。然后用文獻(xiàn)[2]中的案例進(jìn)行分析，和文獻(xiàn)[1]中的結(jié)果進(jìn)行比較，穩(wěn)定且自激振蕩界限清晰。

1 負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析和判斷

1.1 穩(wěn)定性分析

1.2 穩(wěn)定性裕度定義

圖1 環(huán)路增益穩(wěn)定裕度Bode圖

2 案例分析

用穩(wěn)定裕度判斷文獻(xiàn)[1]中案例，分別在Bode圖中和Nyquist圖中設(shè)計(jì)出穩(wěn)定裕度范圍。

2.1 Bode圖分析

在Bode圖中判斷穩(wěn)定性如圖2所示：

圖2 環(huán)路增益Bode圖

Case1：f=f0時(shí)，角頻率ω=2.1e+05 rad/s，Gm=-31.7 dB<-10 dB，滿足幅值裕度要求；f=fc時(shí)角頻率ω=1.8e+04 rad/s，φm=91.6°>45°，滿足相位裕度要求，電路穩(wěn)定；

Case2：f=f0時(shí)，角頻率ω=2.1e+05 rad/s：Gm=-1.7 dB>-10 dB，不滿足幅值裕度要求；f=fc時(shí)角頻率ω=1.9e+05 rad/s，φm=3.49°<45°，不滿足裕度要求，但沒(méi)有達(dá)到自激振蕩的條件。當(dāng)頻率增大產(chǎn)生更大的附加相移或有外界干擾信號(hào)時(shí)容易產(chǎn)生自激震蕩不穩(wěn)定；

2.2 Nyquist圖中設(shè)計(jì)穩(wěn)定裕度

圖3 Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)

2.3 電路穩(wěn)定度設(shè)計(jì)

3 結(jié)語(yǔ)