共2条
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关于国外权威教材中自激问题的一点疑问
问
最近做一个作品,遇到一个奇怪的自激问题,于是把《The Art Of Electronic》及其实验指导书中有关运放频率补偿的内容重温了一遍,还是百思不得其解,提出几点疑问,希望能够得到解答。
教材中提到,运放自激产生的原因是运放对输入信号产生一定的相位延迟,当信号频率高到一定程度,相移将超过180度,负反馈就会变成正反馈,形成自激。而这需要两个前提:1.运放对于这个频率的开环增益大于1;2.反馈系数要大到一定程度,使反馈回去的信号幅度等于或大于原信号幅度。
这两个前提在实作中确实有典型的例子,比如大多数运放都会进行频率补偿,使其自激频率以上的开环增益小于1;欠补偿的运放要求放大器的增益要大于某个值,以减少反馈系数。
而我对前提2有一点疑问:按照我以前的理解,同时也是许多同行认为的,放大器的增益越高,越容易引起自激。而根据前提2,增益越高,反馈系数越小,越不容易自激,请问这两套理论有无冲突?我以前试过用5532一级放大60dB 38KHz的信号,都没有自激,而这次用AD603,按照DataSheet上0~40dB的典型接法,直流耦合,放大50mV 1KHz信号,才调到二十几dB就自激了,也不知道是什么原因。
而根据前提1,我拿这个AD603作了个实验,放大上面的信号,增益调整到自激的临界点,大约22dB,然后把输入信号的频率调高,一直调到1MHz,都没有自激,看来不像是外围电路影响了信号的相移。
也许从现象看,不算严格的自激,他只是加了输入信号会振荡,不加不振荡,毕竟AD603的输入阻抗才100欧,不应该是由于空间噪声引起的。
总不会是信号源的噪声吧,比这更烂的信号以前都用过阿。
希望得到高手的解答,谢谢! 答 1: 两个前提的意思是一样的“运放对于这个频率的开环增益大于1”说的是包含反馈系数在内的开环增益。这跟第2条说的意思是一样的。 答 2: 包括反馈系数应该是闭环增益吧?我主要是想弄清为什么AD603会自激,我觉得用“两个前提”的理论解释不通。 答 3: 没有冲突,两个意思是一样的运放不是理想放大器,内部已有反馈,且有相移。不同运放内部电路不同,内部的反馈和相移也不同。某些运放可以,某些就不能工作到跟随器状态(反馈量很大)。
答 4: 增益越大,越容易自激。你在输出端和反向输入端接一个22pF的瓷片电容,看有没有改善了。 答 5: 国外对“开环增益”的描述:前向放大器(如运放)和反馈回路组成一个闭环系统,将闭环断开后,前向放大器和反馈回路两传递函数的乘积,称开环增益,其实这就是我们常常称谓的”“T“。T等于大于1,同时负反馈的相移等于大于180度,则发生自激。tuwen的解释正确。
波德图非常形像的指出,一个闭环系统的T在频率较低时,闭环增益大而相移远小于180,不会自激。达到某个较高的频率时,其闭环增益(老外称断开环路时该前向放大器与反馈回路两传递函数的乘积)肯定比低频时小,但相移到了180,如果此时该增益仍大于1,系统将不稳定了。
一句话,老外称的开环增益,其实就是我们称的闭环增益T。 答 6: The Art Of ElectronicThe Art Of Electronic 答 7: 补遗:准确的说,前向传递函数与反馈电路传递函数之积称为环路增益T。老外称为开环增益(开环传递函数)。 答 8: ghost007,"也许从现象看,不算严格的自激,他只是加了输入信号会振荡,不加不振荡,毕竟AD603的输入阻抗才100欧,不应该是由于空间噪声引起的。"
我问一下,加了输入信号的“振荡”是什么现象?同频?幅度? 答 9: Re: jz0095输入50mV,1KHz的信号,输出信号幅度达到电源两轨(+-5V),频率有十几MHz,我的示波器带宽20MHz,看不清楚。 答 10: 应该是信号源的噪声。在输入端与地间加独石电容滤除噪声,试试看。 答 11: 信号源什么都不连单独看噪声是多少 答 12: 感谢大家的回复今天调别的板去了,明天就试 答 13: 看起来不是自激类振荡具有阻尼和负阻结合性质的振荡。 答 14: 估计还是相位补偿的问题。上次我用AD603的时候,也发生自激了,电源怎么处理都无济于事。
后来调反馈的相位补偿电容,有所改善。
不过当时的板布局有点问题。
教材中提到,运放自激产生的原因是运放对输入信号产生一定的相位延迟,当信号频率高到一定程度,相移将超过180度,负反馈就会变成正反馈,形成自激。而这需要两个前提:1.运放对于这个频率的开环增益大于1;2.反馈系数要大到一定程度,使反馈回去的信号幅度等于或大于原信号幅度。
这两个前提在实作中确实有典型的例子,比如大多数运放都会进行频率补偿,使其自激频率以上的开环增益小于1;欠补偿的运放要求放大器的增益要大于某个值,以减少反馈系数。
而我对前提2有一点疑问:按照我以前的理解,同时也是许多同行认为的,放大器的增益越高,越容易引起自激。而根据前提2,增益越高,反馈系数越小,越不容易自激,请问这两套理论有无冲突?我以前试过用5532一级放大60dB 38KHz的信号,都没有自激,而这次用AD603,按照DataSheet上0~40dB的典型接法,直流耦合,放大50mV 1KHz信号,才调到二十几dB就自激了,也不知道是什么原因。
而根据前提1,我拿这个AD603作了个实验,放大上面的信号,增益调整到自激的临界点,大约22dB,然后把输入信号的频率调高,一直调到1MHz,都没有自激,看来不像是外围电路影响了信号的相移。
也许从现象看,不算严格的自激,他只是加了输入信号会振荡,不加不振荡,毕竟AD603的输入阻抗才100欧,不应该是由于空间噪声引起的。
总不会是信号源的噪声吧,比这更烂的信号以前都用过阿。
希望得到高手的解答,谢谢! 答 1: 两个前提的意思是一样的“运放对于这个频率的开环增益大于1”说的是包含反馈系数在内的开环增益。这跟第2条说的意思是一样的。 答 2: 包括反馈系数应该是闭环增益吧?我主要是想弄清为什么AD603会自激,我觉得用“两个前提”的理论解释不通。 答 3: 没有冲突,两个意思是一样的运放不是理想放大器,内部已有反馈,且有相移。不同运放内部电路不同,内部的反馈和相移也不同。某些运放可以,某些就不能工作到跟随器状态(反馈量很大)。
答 4: 增益越大,越容易自激。你在输出端和反向输入端接一个22pF的瓷片电容,看有没有改善了。 答 5: 国外对“开环增益”的描述:前向放大器(如运放)和反馈回路组成一个闭环系统,将闭环断开后,前向放大器和反馈回路两传递函数的乘积,称开环增益,其实这就是我们常常称谓的”“T“。T等于大于1,同时负反馈的相移等于大于180度,则发生自激。tuwen的解释正确。
波德图非常形像的指出,一个闭环系统的T在频率较低时,闭环增益大而相移远小于180,不会自激。达到某个较高的频率时,其闭环增益(老外称断开环路时该前向放大器与反馈回路两传递函数的乘积)肯定比低频时小,但相移到了180,如果此时该增益仍大于1,系统将不稳定了。
一句话,老外称的开环增益,其实就是我们称的闭环增益T。 答 6: The Art Of ElectronicThe Art Of Electronic 答 7: 补遗:准确的说,前向传递函数与反馈电路传递函数之积称为环路增益T。老外称为开环增益(开环传递函数)。 答 8: ghost007,"也许从现象看,不算严格的自激,他只是加了输入信号会振荡,不加不振荡,毕竟AD603的输入阻抗才100欧,不应该是由于空间噪声引起的。"
我问一下,加了输入信号的“振荡”是什么现象?同频?幅度? 答 9: Re: jz0095输入50mV,1KHz的信号,输出信号幅度达到电源两轨(+-5V),频率有十几MHz,我的示波器带宽20MHz,看不清楚。 答 10: 应该是信号源的噪声。在输入端与地间加独石电容滤除噪声,试试看。 答 11: 信号源什么都不连单独看噪声是多少 答 12: 感谢大家的回复今天调别的板去了,明天就试 答 13: 看起来不是自激类振荡具有阻尼和负阻结合性质的振荡。 答 14: 估计还是相位补偿的问题。上次我用AD603的时候,也发生自激了,电源怎么处理都无济于事。
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