反馈理论在运放中的应用

loading 分享 2026-10-28 下载文档

实际应用的系统绝大多数是闭环的,运放更是如此。

关于反馈理论,需要了解极点,零点,波特图,以及如何用相位裕度,幅值裕度 确定系统的稳定性,这里不作赘述

,不懂的部分可以到网上搜点课件和教材。只说明反馈在运放中的应用及其分析。 运用反馈可以提高运放稳定性,还可以控制系统参数。将运放的反馈表示如图:

Vin,Vout分别是系统输入和输出, A是运放的增益,也叫开环增益,

Beta就是外部电容电阻等引入的反馈回路, E表示Error,就是输入和输出反馈回路的差值。

由图可以看出,A无穷大时,反馈系统有使E为0的倾向, 这也是运放虚短的原因。 所以算得:

将定义为环路增益。

理想运放A无穷大,所以简化为

注意上面使用的复数,也包含了相位在里面。

反馈系统一般使用波特图(Bode)分析,现将增益转换成DB形式。

其波特图为

但实际的运放有若干个极点,但由于内部补偿,可以看作一个极点。 可以近似表示为

其波特图为

注意实际系统的波特图的曲线是平滑过渡的。 上图可以看出开环增益和闭环增益的差值为图中x是运放的增益A通闭环增益的连接点。

运放的稳定性和环路增益有关,当环路增益为-1,幅值1,相位-180,系统不稳定,产生了振荡。 很多系统的增益大于1,一般通过调节相位比避免振荡。 绝大多数高阶系统可以用二阶系统近似表示, 令环路增益为

对应的波特图为:

相位裕度

保证一定的相位裕度可以确保系统稳定性。

如果在极点不变的情况下,提高环路增益,会使得20LOG(向0靠近。

)达到0dB的频率增大,使相位源度变小,

而闭环增益是由外部电阻决定,环路增益的增大,闭环增益减小。 反之,闭环增益增大有助于系统的稳定。

如果图中的两个极点的频率距离变短,增益下降加速,同样使相位源度变小,向0靠近。


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