负反馈放大电路自激振荡的成因和条件

1.自激振荡产生的原因

在低频段和高频段，AF 将产生附加相移。 在低频段，由于耦合电容和旁路电容的作用，AF 将产生超前相移； 在高频段，由于半导体器件存在极间电容，AF 将产生滞后相移。 假设在某一频率f0下，AF 的附加相移达到180°，即φA +φF ＝2nπ（n ＝0，1，2，…），则Xi和Xf必然会由中频时的同相变为反相，即｜X′i ｜＝｜Xi ｜+ ｜Xf ｜。 该式说明净输入信号｜X′i ｜大于输入信号｜Xi ｜，输出量｜Xo ｜增大，所以反馈的结果使放大倍数增大。

如果在输入信号为零时，由于某种含有频率f0的扰动信号（如电源合闸通电），使AF 产生了180°的附加相移，因此产生了输出信号Xo，Xo经过反馈网络和比较电路后，得到净输入信号X′i ＝0 －Xf ＝－FXo，送到基本放大电路后再放大，得到增强了的AFXo，Xo将不断增大。 其过程如图4.21 所示。

最终，由于半导体器件的非线性电路达到动态平衡，即反馈信号维持着输出信号，而输出信号又维持着反馈信号，称电路产生了自激振荡。 可见，负反馈放大电路产生自激振荡的根本原因之一是AF 的附加相移。

2.产生自激振荡的条件

由图4.21 可知，在电路产生自激振荡时，由于Xo 与Xf 相互维持，因此Xo ＝AX′i ＝－AFXo，即－AF ＝1，或

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将式（4.88） 写成模和相角形式，即

图4.21　负反馈放大电路的自激振荡

　式（4.89） 和式（4.90） 分别称为自激振荡的幅值条件和相位条件。 放大电路只有同时满足上述两个条件，才会产生自激振荡。 电路在起振过程中，｜Xo ｜有一个从小到大的过程，故起振条件为｜AF ｜＞1。

阻容耦合的单管放大电路引入负反馈，在低频段和高频段所产生的附加相移分别为0° ～+90°和0° ～－90°，由于不存在满足相位条件的频率，因此不会产生自激振荡。 在两级放大电路中引入负反馈，可以产生0° ～±180°的附加相移，虽然理论上存在满足相位条件的频率f0，当f0趋于无穷大或为零时，附加相移达到±180°，但是此时A ＝0，不满足幅值条件，因此也不会产生自激振荡。

在三级放大电路中引入负反馈，当频率从零变化到无穷大时，附加相移的变化范围为0° ～±270°，因此存在附加相移等于±180°的频率f0。 若反馈网络为纯电阻网络，当f ＝f0时，A ＞0，则可能满足幅值条件，所以电路可能产生自激振荡。 由此可见，三级和三级以上的放大电路引入负反馈易产生自激振荡，并且反馈深度越深，满足幅值条件的可能性越大，越容易产生自激振荡。 因此，在深度负反馈条件下，必须采取措施破坏自激条件，才能使放大电路稳定地工作。