误差放大器的自激振荡及解决方法(内容清晰)
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⾃激产⽣的原因及消除⽅法 由于⾃激对电路的危害,因此。
在设计和⽣产时要破坏形成⾃激的条件,减⼩或消除其对电路的危害。
下⾯介绍⾃激产⽣的原因及消除⽅法。
⼀、电源内阻引起的⾃激及消除 这种⾃激通常发⽣在两级低频放⼤电路中(见上图)。
电源的内阻总是存在的,当T1、T2中的信号电流流过电源内阻r时,都会在r上产⽣电压降,通常,T2中的电流⽐Tl中的⼤。
所以内阻上的压降也随T2信号电流的⼤⼩⽽发⽣变化。
内阻上电压的变化必然影响电源电压。
使得电源电压随着输⼊信号的⼤⼩⽽发⽣波动,波动的电源电压会加到T1的基极。
在单级放⼤电路中,输⼊电压与输出电压相位相反,⽽在两级放⼤电路中,由于两次反相,输出电压就与输⼊电压相位相同。
此时出现的正是信号的正反馈。
当此反馈量达到⼀定幅度时,也就是说,电源内阻⾜够⼤时。
电路就会发⽣由于电源内阻的耦合⽽产⽣的⾃激。
如果电源的内阻为零。
这种⾃激就不可能发⽣。
事实上。
任何电源内阻都不为零。
所以正反馈也不可能消除。
因此,只有提⾼电源电压的稳定度。
减⼩由电源内阻⽽形成正反馈信号的幅度,使它形不成⾃激。
通常的⽅法是(如上图中虚线所⽰)加⼊由R、C1~C3组成的去耦电路。
由于Cl与内组r构成的阻容滤波电路,已使电源供电电压的波动⼤为减⼩。
再加上R、C2作第⼆次滤波,则T1的⼯作电压波动更⼩。
C3的作⽤是有效滤除⾼频⼲扰。
防⽌⾼频⾃激。
⼆、地线内阻引起的⾃激及消除 地线也是有内阻存在的。
各级电流流经地线时会通过地线内阻造成不利耦合。
在数字电路和⾼频电路中。
由于任何导线都有电感,其阻抗远⼤于直流电阻。
其阻抗产⽣的影响也较⼤。
下图是由于公共地线的内阻引起⾃激的⽰意图。
电路的公共点都经过输⼊端的A点接地。
各级的信号电流也都由后级经A点⼊“地”。
再经电源构成回路。
图中AB、BC、CD各段导线总是有内阻的,BD各段因位于后级。
影响较⼩。
⽽AB段的电阻就不能忽略了。
当T2中放⼤后的信号电流通过AB端导线时的电压降的极性与Tl基极上输⼊信号是相同的。
自激振荡电路原理自激振荡电路是一种特殊的电路结构,它能够产生自我激励的振荡信号。
在许多电子设备中,自激振荡电路都有着重要的应用,例如无线通信设备、射频发射器和接收器等。
本文将介绍自激振荡电路的原理及其工作方式。
自激振荡电路由一个放大器和一个反馈网络组成。
放大器可以是晶体管、集成电路或者其他放大器元件,而反馈网络则是将放大器的输出信号反馈到输入端,从而产生自激振荡的关键部分。
在自激振荡电路中,反馈网络起着至关重要的作用。
它能够将一部分输出信号反馈到输入端,形成一个闭环系统。
当反馈网络的增益大于1时,系统将产生自激振荡。
这是因为一部分输出信号被反馈到输入端,又被放大器放大后再次输入到反馈网络,如此循环往复,最终形成稳定的振荡信号。
自激振荡电路的原理可以用数学模型进行描述。
在数学模型中,放大器和反馈网络的传输函数被表示为一个开环增益和一个反馈系数的乘积。
通过对这个数学模型进行分析,可以得到自激振荡电路的稳定条件和振荡频率。
在实际应用中,自激振荡电路的设计需要考虑许多因素。
首先,放大器和反馈网络的参数需要精确匹配,以确保系统能够产生稳定的振荡信号。
其次,反馈网络的相位和增益也需要进行精确的设计和调整。
最后,电路中的元件参数和工作条件都会对振荡信号产生影响,因此需要进行综合考虑和分析。
除了在电子设备中的应用,自激振荡电路还有着许多其他领域的应用。
例如,在音频设备中,自激振荡电路可以用于产生音频信号,实现音频放大和调制。
在医疗设备中,自激振荡电路也可以用于生物信号的检测和处理。
总的来说,自激振荡电路是一种重要的电路结构,它能够产生稳定的振荡信号,并在许多领域有着重要的应用。
通过对自激振荡电路的原理和工作方式进行深入理解,可以为电子设备的设计和应用提供重要的参考和指导。
LDO工作原理以及消除LDO自激LDO(Low DropOut)正式称为低压差线性稳压器,在电源管理领域中起到对输入电压进行稳压输出的作用。
工作原理如下:1.参考电压电路:LDO的工作原理的核心是参考电压电路,参考电压电路通过精密电压参考源提供一个稳定的参考电压作为基准,以便控制LDO输出电压的稳定性。
2.误差放大器:LDO内部还有一个误差放大器,它将实际输出电压与参考电压进行比较,并将差值放大。
这个差值就是系统反馈控制的误差信号。
3.稳压控制电路:稳压控制电路根据误差信号,控制功率晶体管的工作状态,将其作为一个可变电阻来控制输出电压的稳定性。
当输出电压下降时,稳压控制电路会将功率晶体管的导通时间增加,以提高输出电压;当输出电压升高时,稳压控制电路会减少功率晶体管的导通时间,以降低输出电压。
4.LDO输出电容:LDO通常还有一个输出电容,用于平滑输出电压的波动,提高输出电压的稳定性。
如何消除LDO自激?LDO自激是指LDO输出端的电压波动在其中一频段内开始出现自激振荡,导致LDO无法正常工作。
为了避免LDO自激,可以采取以下方法:1.选择合适的输出电容:LDO自激往往是由于输出电容选择不当引起的。
输出电容过大或过小都会导致自激。
因此,在设计中需要选择适当的输出电容,以确保LDO的稳定性。
2.选择合适的补偿电容:补偿电容是用于对LDO进行补偿的元件,可以提高系统的稳定性。
正确选择补偿电容可以有效地抑制LDO的自激现象。
3.增加频谱阻尼:通过增加频谱阻尼,可以降低输出导通时的电位噪声,从而减小自激的可能性。
在设计中可以采用锁相环和滤波器等方法来增加频谱阻尼。
4.优化布线:在设计过程中,合理布线可以减少LDO自激的可能性。
避免干扰源与LDO输入、输出端的过近距离,减小干扰对LDO的影响。
5.排除干扰源:LDO自激往往由于周围环境中的干扰源引起。
通过对干扰源进行有效的屏蔽和隔离,可以降低LDO自激的发生概率。
放大器自激原理放大器是电子设备中常见的一种电路,用于将输入信号放大到所需的幅度。
而放大器的自激原理是指放大器本身产生的反馈信号可以使得输入信号得到放大的效果。
放大器的自激原理是通过反馈回路来实现的。
在放大器电路中,将部分输出信号经过电路连接到输入端,形成一个反馈回路。
这个反馈信号经过放大器之后又重新输入到放大器中,与输入信号相加后再次被放大,从而使得整个信号得到放大。
这种反馈回路可以使得放大器的增益增加,从而实现放大器自激的效果。
放大器的自激原理有两种常见的方式:正反馈和负反馈。
正反馈是指将放大器的输出信号与输入信号相加后再输入到放大器中,使得输出信号得到放大。
负反馈是指将放大器的输出信号与输入信号相减后再输入到放大器中,使得输出信号得到放大。
正反馈的自激原理在某些特定的应用中被广泛使用。
例如,在振荡器电路中,正反馈可以使得电路产生连续的振荡信号。
在某些放大器电路中,正反馈可以使得放大器的增益增加,从而提高信号的放大效果。
但是,正反馈也容易引起电路的不稳定性和产生噪声,因此在设计电路时需要注意合理控制正反馈的程度。
负反馈的自激原理是放大器电路中应用最为广泛的一种方式。
负反馈可以使得放大器的增益稳定在一个可控范围内,并且减小电路的非线性失真和噪声。
负反馈的自激原理通过将放大器的输出信号与输入信号相减后再输入到放大器中,使得输出信号得到放大。
通过合理选择反馈回路的增益和相位,可以实现对放大器的稳定控制和性能优化。
放大器的自激原理在实际应用中有着广泛的应用。
例如,在音频放大器中,通过负反馈的自激原理可以实现对音频信号的放大和音质的优化。
在射频放大器中,通过正反馈的自激原理可以实现对射频信号的放大和振荡。
在功率放大器中,通过负反馈的自激原理可以实现对功率信号的放大和线性度的提高。
放大器的自激原理是一种通过反馈回路来实现信号放大的原理。
通过合理设计反馈回路的增益和相位,可以实现对放大器的控制和优化。
放大器的自激原理在电子设备中有着广泛的应用,是实现信号放大的重要方法之一。
自激振荡电路原理自激振荡电路是一种特殊的电路结构,它能够产生自发的振荡信号。
在很多电子设备中,自激振荡电路都扮演着非常重要的角色,例如在无线电发射机、收音机、电视机、计算机等设备中都广泛应用了自激振荡电路。
本文将对自激振荡电路的原理进行详细的介绍,以便读者能够更好地理解和应用这一电路结构。
首先,我们需要了解自激振荡电路的基本原理。
自激振荡电路是一种反馈电路,它通过正反馈来实现自发振荡。
在自激振荡电路中,一部分输出信号会被反馈到输入端,形成一个闭环。
当反馈信号的相位和幅度满足一定的条件时,电路就会产生振荡。
这种振荡是自发的,不需要外部的信号源来激励,因此被称为自激振荡。
自激振荡电路的原理可以通过简单的电路模型来进行解释。
一个典型的自激振荡电路包括一个放大器和一个反馈网络。
放大器负责放大输入信号,并将信号输出到反馈网络。
反馈网络将一部分输出信号反馈到放大器的输入端,形成一个闭环。
当反馈网络的相位和幅度满足一定条件时,放大器就会产生自发振荡。
在实际应用中,自激振荡电路的原理可以通过一些经典的电路结构来实现,例如LC振荡电路、RC振荡电路、晶体管振荡电路等。
这些电路结构都是基于自激振荡的原理,通过合理的设计和参数选择,可以实现稳定的振荡输出。
自激振荡电路在电子设备中有着广泛的应用。
在无线电发射机中,自激振荡电路可以产生高频信号,用于无线通信;在收音机和电视机中,自激振荡电路可以产生音频和视频信号,用于接收广播和电视节目;在计算机中,自激振荡电路可以产生时钟信号,用于同步各个部件的工作。
可以说,自激振荡电路是现代电子设备中不可或缺的一部分。
总之,自激振荡电路是一种重要的电路结构,它通过正反馈实现自发振荡。
了解自激振荡电路的原理对于理解和应用电子设备非常重要。
希望本文能够帮助读者更好地理解自激振荡电路的原理和应用。
自激振荡电路原理详解自激振荡电路是一种常见的电路结构,在许多电子设备中发挥着重要作用。
它主要通过反馈机制来实现信号的自我增强和振荡,从而产生电磁波信号。
以下是有关自激振荡电路的详细解释和运作原理。
一、自激振荡电路基本原理自激振荡电路是通过电荷和电感之间的相互作用来产生电磁波。
当电荷从电容器中流出时,会在电感器周围产生一个磁场。
随着电荷流出电感器,磁场中的能量会逐渐减少。
但是,由于电荷的惯性,电场继续将电荷推动并流回电容器,因此电磁波能够在电路中不断地跳动。
二、自激振荡电路的构造自激振荡电路通常由电容、电阻和电感三种元器件组成。
当电容和电感相互连接时,如果电阻值太小,则电荷将流入电感并产生磁场,并使电容器中的电压特性变化。
这种变化将继续导致电感器周围的磁场的变化,从而形成电磁波信号的周期性振荡输出。
三、自激振荡电路的应用自激振荡电路的主要应用在无线电发射器和接收机中。
它可以产生高频率的电磁波,并将电信号转换成电磁波并传输。
在无线电接收机中,自激振荡电路被用于放大和检测接收到的电磁波信号。
四、自激振荡电路的优缺点自激振荡电路的主要优点是其简单、廉价和易于维护。
它不需要外部电源,只需要正确调整电路参数即可实现稳定的振荡输出。
然而,它的缺点是信号的质量和频率是由电路中的元器件参数和环境噪声所限定的。
此外,自激振荡电路需要考虑如何避免产生电磁干扰和引入杂音信号的问题。
五、自激振荡电路的优化为了优化自激振荡电路的性能,可以采取许多措施。
例如,采用高质量的元器件,通过加强反馈环路和调节偏置电路来保持稳定的输出。
此外,使用调节电路或者降噪电路可以减少电路中的干扰和信噪比。
六、自激振荡电路的安全性在使用自激振荡电路时需要注意防止电路出现短路和过载。
这些现象可能会引起电路破坏或者人身伤害,因此必须遵循安全标准和使用正确的电路组件。
总之,通过适当的设计和调整,自激振荡电路可以实现高品质、低成本、稳定和安全的振荡输出。
运放的自激有多种可能引起:1. 补偿不足. 例如OP37等运放,在设计时,为了提高高频响应,其补偿量较小,当反馈较深时会出现自激现象.通过测量其开环响应的BODE图可知,随着频率的提高,运放的开环增益会下降,如果当增益下降到0db之前,其相位滞后超过180度,则闭环使用必然自激.2. 电源回馈自激.从运算放大器的内部结构分析,他是一个多级的放大电路,一般的运放都由3级以上电路组成,前级完成高增益放大和电位的移动,第2级完成相位补偿功能,末级实现功率放大.如果供给运放的电源的内阻较大,末级的耗电会造成电源的波动,此波动将影响前级的电路的工作,并被前级放大,造成后级电路更大的波动,如此恶性循环,从而产生自激.3. 外界干扰. 确切的说,这并不算自激,但现象和自激相似.输出产生和输入无关的信号.因为我们处于一个电磁波笼罩的环境之中,有50Hz和100Hz的工频干扰,数百Hz的中波广播干扰,数MHz的短波干扰,几十到几百Hz的电视广播和FM广播干扰,1GHz左右的无线通讯干扰等.如果电路设计屏蔽不佳,干扰自然会引入电路,并被放大.如果电路出现自激现象,首先应该判断是哪种原因造成的.第一种自激出现在运放闭环使用,而且增益较低的情况下,一般只有增益小于10的情况下才能出现.其实这种自激最好解决,正确的选择运放即可,对于一些高速运放,其厂家手册中都会注明最低的闭环增益. 与此相反,后两种情况都是在高增益情况下发生,这一点非常重要,可以准确的判断自激的原因.相对而言,后两种自激较难解决,本人不谦虚的说,只有具有一定的模拟电路设计经验,才有可能避免以上情况的发生.基本原则是尽量增加地线的面积,在运放供电印脚附近,一定是附近增加高频退殴电容,采用高频屏蔽等方法消除自激,减小干扰.运放使用中不稳定的原因2010年05月23日星期日 23:181.没有按集成运放使用说明中推荐的相位校正电路和参数值进行校正说明书中推荐的补偿方法和参数是通过产品设计和大量实验得出的,对大多数应用是有效的,它考虑了温度、电源电压变化等因素引起的频响特性的变化,并保证具有一定的稳定裕度。
功放自激现象
哎呀,说起这个功放自激现象,我可是有话要说。
这不,最近我家那台音响,嘿,别提了,整得我是心惊胆战,生怕它突然自燃了似的。
那天,我正窝在沙发上看电视剧,突然间,那音响“嗡嗡嗡”地响个不停,就跟被啥妖魔鬼怪附身了一样。
我赶紧过去看看,结果嘿,电源还没拔,哪来的妖魔鬼怪?再仔细一听,这不就是功放自激的声音嘛!
我当时就找了我那位懂行的老同学来。
他说,这功放自激现象啊,其实就是音响内部电路出了问题,导致信号正负极性相反,相互抵消,进而产生自激振荡。
听起来挺复杂,其实就是电路不平衡,信号打乱了节奏,自个儿嗨上了。
我问他怎么办,他说,这得先断电,然后检查一下电路,看看有没有坏掉的地方。
我听了,赶紧把电源给拔了,还真是有点害怕,万一真烧了怎么办?
然后,老同学开始检查,一边检查一边念叨:“这电路,这电路,怎么这么复杂啊!”说着说着,他居然从工具箱里翻出了一个大号螺丝刀,对着电路板一阵乱捅,我看了直冒冷汗。
“哎,别捅了,别捅了!”我赶紧喊道,“万一捅坏了,那可怎么办?”老同学笑着拍了拍我的肩膀:“放心吧,我这是专业的,不会搞砸的。
”说完,他开始小心翼翼地修理起来。
还好,经过一番捣鼓,那音响终于安静了下来。
老同学检查了一
下,说:“没事了,以后别让它空载,或者音量开得太大了。
”我点了点头,心说,以后可得多注意了。
这事儿过后,我每次用音响都格外小心,生怕它再闹出什么幺蛾子。
不过,说起来,这功放自激现象还真是挺有意思的,没想到我也能从中学到这么多的知识。
嘿,下次再遇到类似的麻烦,我就不会那么慌张了!。
如何避免运放负反馈产生的自激振荡为了避免运放负反馈产生的自激振荡,我们可以采取一些措施。
下面是一些常见的方法:1.合理设计运放电路:在设计运放电路时,应该合理选择运放的增益和频率特性,以及选择适当的负载和反馈网络。
同时,在布局和布线时应注意减少信号的干扰和串扰,以减小潜在的振荡风险。
2.使用稳定的运放:运放的稳定性是避免振荡的关键。
一般情况下,选择稳定的运放可以有效地降低振荡风险。
选择具有可靠性和良好性能的运放品牌和型号,同时也要遵循供应商的设计建议和规范。
3.设计适当的补偿网络:运放的频率补偿是避免振荡的重要手段之一、为了确保运放的稳定性,可以对运放进行频率补偿。
通常,运放的补偿电容和电阻以及其他元器件的选择和布局都需要仔细考虑。
合理设计和布局补偿网络可以帮助减少振荡风险。
4.控制运放的增益:运放的增益是决定振荡的重要因素之一、过高的增益可能导致运放的自激振荡。
因此,可以通过降低运放的增益来避免振荡。
可以通过增加负反馈电阻或减小输入信号的幅度来实现这一目标。
当然,需要根据具体的系统要求进行综合考虑。
5.控制信号的相位:信号的相位也是导致振荡的重要因素之一、当信号的相位满足一定的条件时,振荡就会发生。
因此,在设计运放电路时,应尽量避免相位满足振荡的条件。
可以通过合理选择反馈网络的相位,或采取其他措施来调整信号的相位。
6.使用适当的滤波器:滤波器的设计和应用可以帮助减小振荡的风险。
在设计运放电路时,可以考虑使用低通滤波器或带通滤波器来滤除高频噪音和干扰。
同时,通过合理选择滤波器的类型、参数和布局等,可以进一步减小振荡风险。
综上所述,为了避免运放负反馈产生的自激振荡,我们可以从设计合理的电路、选择稳定的运放、设计适当的补偿网络、控制运放的增益和信号的相位,以及使用适当的滤波器等方面入手进行防范和控制。
当然,在实际设计和应用过程中,还需要结合具体的系统需求和环境特点,以及仿真和测试等手段进行验证和优化。
简述自激振荡 朋友们!今天咱来聊一聊一个挺有意思的物理现象——自激振荡。这玩意儿啊,就像是一场自己给自己加戏的表演,挺神奇的。
想象一下,你有一个小系统,本来它可能就安安静静的,没什么特别的动静。但是呢,在某些特定的条件下,它就突然开始自己折腾起来了,而且还能持续不断地这么折腾,这就是自激振荡的一个大致模样。
那自激振荡到底是怎么发生的呢?这得从系统内部的一些反馈机制说起。你可以把这个系统想象成一个小团队,团队里的各个成员之间有着各种各样的联系和互动。在正常情况下,大家各司其职,相安无事。可一旦有了某种特殊的“安排”,就可能引发一场“闹剧”。
比如说,在一个电子电路系统里。这里面有放大器、反馈网络这些“角色”。放大器就像是一个爱表现的家伙,它的任务就是把输入的信号放大。而反馈网络呢,就像是一个调皮的“小信使”,它会把放大器输出的一部分信号再送回到放大器的输入端。
一般情况下,这个反馈可能会起到一些稳定系统、调整信号的作用,就好比团队里的正常沟通和协作。但要是这个反馈的强度、相位等条件恰到好处,就会出问题啦。这时候,反馈回来的信号和原来的输入信号就像是两个特别合拍的小伙伴,它们叠加在一起后,又被放大器进一步放大,然后再通过反馈网络送回去,如此循环往复。
就好像是一个人对着山谷大喊一声,声音传出去后碰到山谷壁又反射回来,这个人听到反射回来的声音后又更大声地喊出去,声音再反射回来,他又喊得更大声……这样一来,声音就会越来越大,而且会持续不断地响下去,这就是自激振荡在声音传播上的一个简单类比。
自激振荡可不光在电子电路里有,在很多其他领域也能见到它的身影。比如在机械系统中,有时候一些部件的振动也可能会引发自激振荡。想象一下,有一个机器的某个零件在运转的时候,因为一些摩擦或者其他原因,产生了一点点微小的振动。这个振动如果通过一些途径又反馈到了这个零件本身,而且反馈的效果是让振动进一步加强,那这个零件就可能会越振越厉害,最后甚至可能会把整个机器都给“折腾”坏了。
模电研究报告课题:负反馈放大电路自激振荡产生原因及消除与维持方法探究班级:机械1507任课老师:李曦姓名:文祥学号:U201510727自激振荡在百度上面的解释为:自激震荡是指不外加激励信号而自行产生的恒稳和持续的振荡。
从数学的角度出发,它是一种出现于某些非线性系统中的一种自由振荡。
一个典型例子是范达波尔(Van der Pol)方程所描述的系统,方程形式为mx¨-f(1-x2)x·-kx=0 (m>0,f>0,k>0)。
其中x·和x¨为变量x的一阶和二阶导数。
分析表明:当x的值很小时,阻尼f是负的,因而运动发散;当x的值很大时,阻尼f是正的,因而运动衰减。
所以,不管由什么初始条件出发,系统运动都趋向于一个持续振荡,即自激振荡。
负反馈自激振荡是指在实际负反馈放大电路的应用中,特别是多级负反馈放大电路,在放大电路的输出信号中常能观察到完全不同于输入信号频率的信号,有时甚至在没有加输入信号也能在输出端观察到具有一定频率和幅值得输出信号。
电路在无外加输入信号时,仍会有一定频率和幅度的输出电压。
在一定条件下,电路会将直流电能转变为交流电能。
振荡电路工作时不需外界输入信号,其本质是电路将输出信号的全部或一部分通过一定的方式送回到输入端代替输入信号,从而形成电路的工作循环过程,其产生过程如图 1 所示。
A为放大电路的放大系数,F为反馈网络的反馈系数图 1 自激振荡现象的产生过程产生自激振荡必须同时满足两个条件:1、幅度平衡条件|AF|=12、相位平衡条件φA+φF=2nπ(n=0,1,2,3···)除此之外起振必须满足|AF|略大于1的起振条件,基本放大电路必须由多级放大电路构成,以实现很高的开环放大倍数,然而在多级放大电路的级间加负反馈,信号的相位移动可能使负反馈放大电路工作不稳定,产生自激振荡。
负反馈放大电路产生自激振荡的根本原因是AF(环路放大倍数)附加相移。
tl494自激振荡原理TL494 这小家伙可不简单!它里面藏着一个神奇的自激振荡的秘密。
咱们先来说说啥叫自激振荡。
简单来讲,就好像一个小朋友在那自己玩跳绳,不需要别人帮忙甩绳子,自己就能跳得欢。
TL494 也是这样,它能自己产生有规律的振荡信号,就像给自己找到了一个好玩的节奏。
那它是怎么做到的呢?这就得看看它内部的那些小电路啦。
TL494 里面有两个比较重要的部分,一个是误差放大器,另一个是振荡器。
误差放大器就像是个严格的小管家,它时刻盯着输入的信号,看看和它心里想的标准是不是一样。
要是不一样,它就会“闹脾气”,把这个信息传递给后面的电路。
而振荡器呢,那可是自激振荡的关键角色。
它就像一个充满活力的小精灵,不停地在那蹦跶,产生出有规律的脉冲信号。
你看啊,当电源接通的那一刻,TL494 就像刚睡醒的小懒虫,伸了个懒腰准备工作啦。
振荡器开始欢快地跳动,产生出一个个脉冲。
这些脉冲就像是给电路中的其他部分发出的邀请函,告诉它们:“快来一起玩呀!”然后呢,这些脉冲会控制着电路中的开关元件,比如说三极管或者场效应管。
它们就像听话的小士兵,根据脉冲的指示,一会儿开,一会儿关。
在这个过程中,电路中的电感、电容这些小伙伴也没闲着。
电感就像个会储存能量的小仓库,电流通过的时候它就把能量存起来,电流断开的时候它再把能量放出来。
电容呢,则像个调皮的孩子,一会儿充电一会儿放电,让电压变得起起伏伏。
就这样,TL494 带着它的小伙伴们,一起欢快地跳着自激振荡的舞蹈。
它们相互配合,让整个电路有了稳定的工作节奏。
想象一下,如果没有这个自激振荡,电路就会像没了指挥的乐队,乱成一团。
而有了 TL494 的自激振荡,一切都变得井井有条,高效又有趣。
是不是觉得 TL494 很神奇呀?其实电子世界里还有好多这样好玩的东西等着我们去发现呢!怎么样,这次你对 TL494 的自激振荡原理是不是有了更清楚的认识啦?。
自激振荡器工作原理
自激振荡器的工作原理是基于正反馈和负阻抗的结合。
当放大器的输出信号通过反馈网络回到输入端时,如果反馈信号与原输入信号幅度相等、相位相同,那么放大器就会产生持续的振荡。
这是因为每次循环都会增强信号,形成正反馈,直到达到饱和状态。
同时,负阻抗使得信号源在振荡时产生能量补充,以维持振荡。
自激振荡器通常由放大器和反馈网络组成。
反馈网络通常由RC电路、LC电路、传输线等构成,可以调整频率、幅度和相位。
在自激振荡器中,反馈信号与原输入信号通过比较,产生的误差信号经过放大后再次产生输出信号,经过再次反馈,最终达到振荡状态。
在实际应用中,自激振荡器常用于产生特定频率的信号,如音频信号、视频信号等。
例如,在电视接收机中,自激振荡器用于产生本机振荡信号,与接收到的信号进行混频以得到中频信号。
此外,在通信、测量、电子乐器等领域也广泛应用自激振荡器。
总之,自激振荡器是一种基于正反馈和负阻抗原理的电子器件,通过自身产生的信号激发和维持振荡,广泛应用于各种领域。
误差放大器原理详解误差放大器是一种特殊的放大器,其具有使得其输出误差最小的特性。
这种放大器常用于各种测量及控制电路中,因为它们能够减少各个测量元件之间的误差,从而使整个测量系统更加准确和稳定。
下面我们将详细介绍误差放大器的原理和应用。
一、误差放大器的原理误差放大器的原理在于使用一个反馈电路,使放大器的输出对输入调整到最小值,消除放大器的失调和偏差,从而得到尽可能精确的放大倍数。
这种放大器大多运用在差分放大器的基础上,通过设置一个反馈电路,实现对其输入信号的控制。
误差放大器由一个差分放大器和一个负反馈回路组成。
差分放大器的输入有两个端口,一个正向输入端和一个反向输入端。
通过测量这两个端口之间的电压差,输出一个电压信号。
负反馈回路控制放大器的输出与参考电压之间的比较,从而消除放大器的失调和偏差。
二、误差放大器的应用误差放大器的应用范围非常广泛。
下面就是一些常见的应用场景。
1.传感器放大器。
在传感器测量中,误差放大器可为传感器测量电路提供高增益和低噪声的放大器,提高信号质量和抗干扰能力。
2.增益调节器。
误差放大器可以在电子电路的最后一级实现2倍增益调节,从而使整个电路的增益与输入信号的变化相匹配。
3.模拟信号处理。
在模拟信号处理中,误差放大器可为电路提供低失调、高一致性和稳定性的放大倍数,从而提高信号处理的有效性和准确性。
4.信号调理。
误差放大器可以在信号调理中使用,例如音频处理电路、医疗设备等。
5.控制系统。
误差放大器可以使用在控制系统中。
通过对输入和输出信号之间的比较,实现控制系统的反馈调节,消除变化和噪声对系统的影响。
三、方法与技巧误差放大器在使用时需要注意以下方法和技巧。
1.稳定反馈回路。
反馈回路必须是稳定的,以避免产生振荡和非线性扭曲。
2.选择适当的反馈电阻。
应选用低噪声、低漂移和高稳定性的电阻。
3.注意电阻匹配。
误差放大器中使用的电阻必须匹配,以确保在差分输入信号中所引入的误差最小。
4.使用合适的电容。
甲类研制#
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误差放大器的自激振荡及解决方法
摘要: 开关电源控制IC 内部的误差放大器是一种运算放大器,尽管大多数都进行了相位补偿,但由
于外部元件等因素影响也会产生自激振荡。以UC3875 为例,分析了其内部误差放大器的自激振荡,并用
外部补偿网络对其进行补偿,使用一个零点对外部电路产生的极点进行抵消,从而抑制其自激振荡。通过
实验验证,此补偿方法可以有效抑制误差放大器的自激振荡。
目前随着开关电源的广泛应用, 控制IC 作为开关电源的心脏在其中扮演着重要角色。开关电源的控
制IC 一般都会包含一个误差放大器,用来将输出电压的偏移等进行放大以控制主开关电路的动作,实现
稳压输出。这个误差放大器本身是一个运算放大器,在实际使用中会加入负反馈,而由于外部元件及PCB
等因素的影响,误差放大器有时会产生自激振荡,使开关电源不能正常工作。笔者分析了误差放大器加入
负反馈时产生自激振荡的原理,并以UC3875 控制IC 为例设计了外部补偿电路,并进行了实验验证。
1 误差放大器产生自激振荡的原理
1.1 自激振荡产生的原因
加入负反馈后误差放大器的闭环增益G 的表达式为:
其中A 为开环增益,F 为反馈系数,AF 为环路增益。
由上式可知:当1+FA 趋近于0 时, |G| =∞。这说明即使无信号输入也会有波形输出,于是就产生
了自激振荡。
放大器的增益和相位偏移会随频率而变化。当频率变高或变低时,输出信号和反馈信号会产生附加相
移。如果附加相移达到±180°,则此时反馈信号与输入信号同相,负反馈就变成正反馈。反馈信号加强,当
反馈信号大于净输入信号时,即使去掉输入信号也有信号输出,于是就产生了自激振荡。
即:
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一个实际的运算放大器, 内部存在着许多天然极点,他们造成的附加相移会使输出的相位偏移超过-
180°, 当使用负反馈时会使放大器产生自激振荡。因此运算放大器大多都有补偿端口或为了使用方便直接
在内部进行了补偿,这些经过内部补偿的运算放大器一般会补偿到在增益0 dB 以上只有一个极点,单独
使用时即使将其用作单位增益放大器也不会自激振荡。
1.2 负反馈放大电路稳定性的判定
判断自激振荡的方法首先是看其是否满足相位条件,只有满足相位条件才有可能产生自激振荡。即如
果当附加相移φ=±180°时,环路增益|FA |≥1,那么电路就会产生自激振荡。
相反,如果当φ=±180°时,环路增益|FA| <1,那么电路就不会产生自激振荡。
2 UC3875 误差放大电路
2.1 UC3875 误差放大电路结构
UC3875 是TI 公司生产的一款移相全桥软开关控制器,广泛应用于ZVS 和ZCS 拓扑结构的大功率
开关电源当中。它内部包含一个误差放大器,该误差放大器输出端的输出电压与斜坡发生器的输出电压进
行比较从而产生移相信号。它的AB 和CD 两组输出可以分别设定死区时间,非常适合应用于全桥谐振开
关电源。本文中所用UC3875 的误差放大器部分电路接法如图1 所示。
误差放大器的正相输入端接参考电压,输出端通过一个150 kΩ 电阻反馈到反向输入端,反相输入端
通过一个470 kΩ电阻与输出电压采样电路相连。
当对开关电源进行调试时测量其输出,发现输出非常不稳定。而后用示波器对UC3875 的控制输出端
OUTA 与OUTC 进行观察,如图2,发现输出的移相信号产生了大幅度抖动,致使开关电源输出变得不
稳定。随后在对误差放大器的输出进行观察时发现误差放大器产生了振荡,在输出端产生了一个不太稳定
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的正弦信号(图3)。由于误差放大器的输出与斜坡发生器的输出电压比较之后产生移相控制信号,因此
UC3875 的输出控制信号会产生大幅抖动。
2.2 UC3875 误差放大器振荡现象的分析
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根据UC3875 的数据表可知其典型带宽与开环增益分别为11 MHz、90 dB。大多数控制IC 的误差
放大器已经过内部相位补偿,且补偿到即使闭环增益为0 dB(此时反馈量最大)时也不会发生振荡。但是
在实际使用中,由于外部元件等因素的影响, 有可能产生新的极点, 使电路附加相移超过-180°,从而发
生振荡。
根据之前观察到的误差放大器输出端自激振荡波形可知其振荡频率大概在50 kHz 附近, 则此频率时
附加相位φ≥-180°,且其开环增益要大于0 dB。根据这些条件可估算出外部电路产生的极点频率应该在5
kHz 附近,将其加入到误差放大器的增益与相位的频率特性简图中得到图4。其中P1 为内部补偿时设置
的极点,P2 为外部电路产生的极点(图中用实线表示增益,虚线表示相位,图6 同)。
2.3 外部补偿网络的设计
由于零点能产生超前相移, 可抵消极点产生的滞后相移。因此如果在电路中加入补偿网络,设置一个
零点将能够抵消外部电路产生的极点,从而抑制放大器的自激振荡。由于误差放大器没有设置补偿端口,
因此补偿网络需要设置在外部。如图5 所示,在反馈电阻Rf两端并联一个电容Cf,由此可产生一个零点。
通过恰当设置此零点的频率就可抵消新极点产生的附加相移,使总的相移不超过-180°。因为所估算的外部
极点频率为5 kHz,所以零点频率就要设置在5 kHz 附近。