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楼主 |
发表于 2004-11-14 17:49
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以下是引用wensan在2004-11-8 12:00:00的发言:
怎样的放大器才不会发生谐振?
如果把放大器的输出相位延迟从0度到180度以中点90度分成两个部分,
输出相位延迟0度时是完全的负回授。
输出相位延迟180度时是完全的正回授。
输出相位延迟90度则是负回授与正回授的分界点。
输出相位延迟在0度到90度之间的输出讯号,
以向量的方式可以将输出讯号分成0度与90度两个分量,
也就是说输出相位延迟在0度到90度之间的输出讯号并没有正回授的成分。
输出相位延迟在90度到180度之间的输出讯号,
以向量的方式可以将输出讯号分成90度与180度两个分量,
也就是说输出相位延迟在90度到180度之间的输出讯号包含有正回授的成分。
正回授会造成讯号重复循环的被放大器放大,
这正是造成放大器谐振的原因,
因此一个不会发生谐振的负回授放大器
其相位延迟不能大于90度,
或者说相位裕度必须大于90度才行!
而且不仅仅在放大器开环路增益A与回授比例β之乘积等于1时,
只是这个频率的相位裕度大于90度就可以,
而是所有的频率下,
不论是高于或低于放大器开环路增益A与回授比例β之乘积等于1时的频率,
相位延迟通通都不可以超过90度。
从前面对于滤波器所做的一些基本的分析可知,
只有单极点的一阶低通滤波器的输出相位延迟才不会超过90度。
两个极点以上的低通滤波器的输出相位延迟最终都会超过90度。
因此负回授放大器必须「单极点」才行!
事实上,
完全理想的单极点放大器是不存在的,
因为即使是单独一个放大组件所构成的放大电路,
如单独的BJT、FET或真空管所构成的放大电路,
严格说起来也是不只一个极点,
但只要其它的奇异点(极点或零点)发生在很高很高的频率,
距离主极点够远,
那么它的响应就可以相当近似于单极点响应。
所以一般把一个电压放大级当成只有一个极点,
一个回授放大器如果有两个以上的电压放大级,
想要有单极点的响应会很困难。
这一段在说明回授放大器的谐振是因回授讯号中含有正回授成分,
正回授会在回授环路中反复循环放大,
产生自我增强的效果,
所以负回授会使增益下降,
正回授则会使增益上升。
振荡则是正回授使增益上升到无限大,
增益无限大表示即使是非常趋近于零的讯号输入都会有相当可观的输出,
任何电路都会产生噪声,
这些噪声便足以当成振荡电路的输入讯号。
这一段最后也说明两个电压放大级的放大器,
想要把第二的极点拉得很开,
以得到近似单级点的响应是困难的,
并没有说做不到!
只是以频宽-增益积来评估放大器效能时,
如果把两个电压放大级的放大器补偿到相当于单极点放大器,
那么它的效能降到接近一个电压放大级的放大器,
因为为了把第二个极点拉得很开,
必须把两个电压放大级其中一级的增益降得非常低才行!
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