負反饋放大電路的穩定性分析與設計

趙春艷 周小燕 梁青青

(蘭州文理學院 傳媒工程學院， 蘭州 730000)

文獻[1]中用環路增益分析負反饋放大電路的穩定性時，得出逼近自激振蕩而不穩定的結論，但沒有給出不穩定的范圍，不夠嚴謹。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，用于判斷電路的穩定性。然后用文獻[2]中的案例進行分析，和文獻[1]中的結果進行比較，穩定且自激振蕩界限清晰。

1 負反饋放大電路穩定性分析和判斷

1.1 穩定性分析

1.2 穩定性裕度定義

圖1 環路增益穩定裕度Bode圖

2 案例分析

用穩定裕度判斷文獻[1]中案例，分別在Bode圖中和Nyquist圖中設計出穩定裕度范圍。

2.1 Bode圖分析

在Bode圖中判斷穩定性如圖2所示：

圖2 環路增益Bode圖

Case1：f=f0時，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時角頻率ω=1.8e+04 rad/s，φm=91.6°>45°，滿足相位裕度要求，電路穩定；

Case2：f=f0時，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時角頻率ω=1.9e+05 rad/s，φm=3.49°<45°，不滿足裕度要求，但沒有達到自激振蕩的條件。當頻率增大產生更大的附加相移或有外界干擾信號時容易產生自激震蕩不穩定；

2.2 Nyquist圖中設計穩定裕度

圖3 Nyquist穩定性判據

2.3 電路穩定度設計

3 結語