模拟电子技术模电之串联反馈稳压电路.

§6.4负反馈放大电路的稳定性一、自激振荡产生的原因及条件二、负反馈放大电路稳定性的分析三、负反馈放大电路稳定性的判断四、消除自激振荡的方法一、自激振荡产生的原因及条件1.现象：输入信号为0时，输出有一定幅值、一定频率的信号，称电路产生了自激振荡。负反馈放大电路自激振荡的频率在低频段或高频段。低频干扰或产生了轻微低频振荡高频干扰或产生了轻微高频振荡实验波形o'ifoXXXX在电扰动下，如合闸通电，必含有频率为f0的信号，对于f=f0的信号，产生正反馈过程输出量逐渐增大，直至达到动态平衡，电路产生了自激振荡。2.原因fi'iXXX在低频段或高频段，若存在一个频率f0，且当f＝f0时附加相移为±π，则ooi0XXX维持时，ooXFAX1＝FA3.自激振荡的条件1FA)(π)12(1FA为整数nnFA由于电路通电后输出量有一个从小到大直至稳幅的过程，起振条件为幅值平衡条件相位平衡条件什么样的放大电路引入负反馈后容易产生自激振荡？三级或三级以上放大电路引入负反馈后有可能产生高频振荡；同理，耦合电容、旁路电容等为三个或三个以上的放大电路，引入负反馈后有可能产生低频振荡。放大电路的级数越多，耦合电容、旁路电容越多，引入的负反馈越深，产生自激振荡的可能性越大。环路放大倍数AF越大，越容易满足起振条件，闭环后越容易产生自激振荡。§8.1正弦波振荡电路一、正弦波振荡的条件和电路的组成二、RC正弦波振荡电路三、LC正弦波振荡电路四、石英晶体正弦波振荡电路一、正弦波振荡的条件和电路的组成1.正弦波振荡的条件无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。与负反馈放大电路振荡的不同之处：在正弦波振荡电路中引入的是正反馈，且振荡频率可控。在电扰动下，对于某一特定频率f0的信号形成正反馈：o'ioXXX由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。。1.正弦波振荡的条件π211FAnFAFA一旦产生稳定的振荡，则电路的输出量自维持，即ooXFAX幅值平衡条件相位平衡条件1FA起振条件：要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在合闸通电时对于f=f0信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。2.起振与稳幅：输出电压从幅值很小、含有丰富频率，到仅有一种频率且幅值由小逐渐增大直至稳幅。很多种频率频率逐渐变为单一振幅越来越大趋于稳幅3.基本组成部分1)放大电路：放大作用2)正反馈网络：满足相位条件3)选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振荡4)非线性环节（稳幅环节）：稳幅1)是否存在主要组成部分；2)放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点，信号是否可能正常传递，没有被短路或断路；3)是否满足相位条件，即是否存在f0，是否可能振荡；4)是否满足幅值条件，即是否一定振荡。常合二为一4、分析方法相位条件的判断方法：瞬时极性法断开反馈，在断开处给放大电路加f＝f0的信号Ui，且规定其极性，然后根据Ui的极性→Uo的极性→Uf的极性若Uf与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电路不可能产生自激振荡。在多数正弦波振荡电路中，输出量、净输入量和反馈量均为电压量。iU极性？5.分类常用选频网络所用元件分类。1)RC正弦波振荡电路：1兆赫以下2)LC正弦波振荡电路：几百千赫～几百兆赫3)石英晶体正弦波振荡电路：振荡频率稳定二、RC正弦波振荡电路1.RC串并联选频网络低频段高频段9000Ff，，Uf900Ff，，UfUo.Uf.I.Uo.Uf.I.在频率从0～∞中必有一个频率f0，φF＝0º。CRCRCRUUFj1j1j1of∥＋∥)1(j31RCRCFRC串并联选频网络的频率响应当f=f0时，不但φ=0，且最大，为1/3。F)(j31π21000ffffFRCf，则令3.RC桥式正弦波振荡电路（文氏桥振荡器）用同相比例运算电路作放大电路。因同相比例运算电路有非常好的线性度，故R或Rf用热敏电阻，或加二极管作为非线性环节。文氏桥振荡器的特点？1f2RR以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络、并引入电压串联负反馈，两个网络构成桥路，一对顶点作为输出电压，一对顶点作为放大电路的净输入电压，就构成文氏桥振荡器。频率可调的文氏桥振荡器改变电容以粗调，改变电位器滑动端以微调。加稳压管可以限制输出电压的峰-峰值。同轴电位器10.1小功率整流滤波电路10.2串联反馈式稳压电路10.0引言引言直流稳压电源的作用将交流电网电压转换为直流电压，为放大电路提供直流工作电源。组成各部分功能变压器：整流：滤波：稳压：end降压滤除脉动交流变脉动直流进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力电源变压器v1～220Vv250Hz整流电路vR滤波电路vF稳压电路VOt交流电网电压v1tv2tvRtvFtVO10.1小功率整流滤波电路10.1.1单相桥式整流电路10.1.2滤波电路1.工作原理10.1.1单相桥式整流电路利用二极管的单向导电性电网电压v1Trabv2D1D2D4D3iD1、3iD2、4＋－vLR1～220V50HziL1.工作原理10.1.1单相桥式整流电路利用二极管的单向导电性v1Trv2RLD1～D4～220V50Hz～～+-电网电压v1Trabv2D1D2D4D3＋－vLR1～220V50HziLv2Oπ2π3π4πωt2V2OiLωtvLOωtiD1iD3iD2iD4iD1iD3iD2iD4D1D3D2D4D1D3D2D4导通导通导通导通2V20.9V2VL＝0.9V210.1.1单相桥式整流电路3.纹波系数ttVVdsin2π12π0L2.VL和ILLLLRVI483.0L2L22rVVVK2π22V29.0VL29.0RV4.平均整流电流D3D1IID4D2IIL2L45.021RVI5.最大反向电压2RM2VVvLOD1D3D2D4D1D3D2D4ωt导通导通导通导通2V20.9V2VL＝0.9V2几种滤波电路10.1.2滤波电路（a）电容滤波电路（b）电感电容滤波电路（倒L型）（c）型滤波电路ωtπ2π3π4πOv2，vL，vC10.1.2滤波电路电容滤波电路D1D2D3D4RLvL+abv2Trv1S1C+S2D1D2D3D4RLvL+abv2Trv1S1C+S2D1D2D3D4RLvL+abv2Trv1S1C+S2ωtπ2π3π4πOv2，vL，vCtVvsin222ωtπ2π3π4πOv2，vL，vCtVvsin222ωtπ2π3π4πOv2，vL，vCRL未接入tVvsin2222C2Vvaωtπ2π3π4πOv2，vL，vCRL未接入RL接入后tVvsin2222C2VvbcC放电C充电vC=vLdeaωtπ2π3π4π导电D4D2ωtθθθθiDiLiDOOLLLRviv2，vL，vCRL未接入RL接入后tVvsin2222C2VvbcC放电C充电vC=vLde导电D3D1导电D4D2导电D3D110.1.2滤波电路电容滤波的特点A.二极管的导电角，流过二极管的瞬时电流很大。B.负载直流平均电压VL升高d=RLC越大，VL越高C.直流电压VL随负载电流增加而减少当d（35）时，2TVL=(1.11.2)V2v2,vL,vCRL未接入RL接入后2V2vC＝2V2aC放电C充电vC＝vLbOD1D3导电D2D4导电D1D3导电D2D4导电π2π3π4πωtt1t22TiLiDOiDiL＝LLRvθθθθcdeωt10.1.2滤波电路VL随负载电流的变化endD1D2D3D4RLvL+abv2Trv1S1C+S2D1D2D3D4RLvL+abv2Trv1S1C+S2VL纯电阻负载0.9V2OILC型滤波2V210.2串联反馈式稳压电路10.2.1稳压电源质量指标10.2.2串联反馈式稳压电路工作原理10.2.3三端集成稳压器10.2.4三端集成稳压器的应用输出电压10.2.1稳压电源质量指标),,(OIOTIVfV输出电压变化量TSIRVKVTOoIVO输入调整因数00IOVOTIVVK电压调整率00IOOVO%100/TIVVVS稳压系数00IIOOO//TIVVVV输出电阻00OOoITVIVR温度系数00OITVTTVS1.结构10.2.2串联反馈式稳压电路的工作原理DZR+R1R2RLVREFVFVBbecT比较放大调整基准电压取样VO+VIA10.2.2串联反馈式稳压电路的工作原理2.工作原理输入电压波动负载电流变化输出电压变化OV)(REFF不变VVBVOV电压串联负反馈所以输出电压)1(21REFORRVV满足深度负反馈，根据虚短和虚断有DZR+R1R2RLVREFVFVBbecT比较放大调整基准电压取样VO+VIA(+)(+)(+)(+)212OFRRRVVREFFVV1P2OminZ12P()RRRVVRR1P2OmaxZ12()RRRVVR＋－Av1v2D3D1D4D2VIA＋－＋CDZ22000μFR1T1T3T2EBR2CDDZ1R3300ΩRP300ΩR4300Ω＋C1000μF＋－VO～220V50HzR0RL例（类似习题10.2.3）（1）设变压器副边电压的有效值V2＝20V，求VI＝？说明电路中T1、R1、DZ2的作用；（2）当VZ1＝6V，VBE＝0.7V，电位器RP箭头在中间位置，不接负载电阻RL时，试计算A、B、C、D、E点的电位和VCE3的值；（3）计算输出电压的调节范围。（4）当VO＝12V、RL＝150Ω，R2＝510Ω时，计算调整管T3的功耗PC3。＋－Av1v2D3D1D4D2VIA＋－＋CDZ22000μFR1T1T3T2EBR2CDDZ1R3300ΩRP300ΩR4300Ω＋C1000μF＋－VO～220V50HzR0RL例（1）设变压器副边电压的有效值V2＝20V，求VI＝？说明电路中T1、R1、DZ2的作用；＋－Av1v2D3D1D4D2VIA＋－＋CDZ22000μFR1T1T3T2EBR2CDDZ1R3300ΩRP300ΩR4300Ω＋C1000μF＋－VO～220V50HzR0RL例解：VI＝（1.1～1.2）V2取VI＝1.2V2则VI＝1.2V2＝1.2×20＝24VT1、R1和DZ2为启动电路,T1导通，E点电位确立，T2,T3导通（2）当VZ1＝6V，VBE＝0.7V，电位器RP箭头在中间位置，不接负载电阻RL时，试计算A、B、C、D、E点的电位和VCE3的值；＋－Av1v2D3D1D4D2VIA＋－＋CDZ22000μFR1T1T3T2EBR2CDDZ1R3300ΩRP300ΩR4300Ω＋C1000μF＋－VO～220V50HzR0RL例解：VA＝VI＝24V)21(P44P31ZRRRRRVVE＝VO＋2VBE＝12V＋1.4V＝13.4VVCE3＝VA－VO＝24V－12V＝12VVC＝VD＝VZ1＝6V＝12VVB＝VO＝)1(21REFRRVR2R1VREF（3）计算输出电压的调节范围。＋－Av1v2D3D1D4D2VIA＋－＋CDZ22000μFR1T1T3T2EBR2CDDZ1R3300ΩRP300ΩR4300Ω＋C1000μF＋－VO～220V50HzR0RL例解：R2R1VREFVO＝)1(21REFRRV)21(P44P31ZRRRRRV)(P44P31ZOminRRRRRVV=9V)(44P31ZOmaxRRRRVV=18V（4）当VO＝12V、RL＝150Ω，R2＝510Ω时，计算调整管T3的功耗PC3。＋－Av1v2D3