自激振蕩

自激振蕩指電路不外加任何激勵(lì)信號(hào)時(shí)，自行產(chǎn)生恒穩(wěn)和持續(xù)的振蕩。如果在運(yùn)算放大器的輸入端不加任何激勵(lì)信號(hào)，輸出端仍然輸出一定幅值和頻率的輸出信號(hào)，這就是自激振蕩。

自激振蕩利或弊

自激振蕩在電路中既有利，也有弊。

自激振蕩的應(yīng)用：波形發(fā)生器中利用的就是自激振蕩原理組成一個(gè)正弦波振蕩電路來(lái)產(chǎn)生一個(gè)正弦波。

自激振蕩的弊處：在應(yīng)用中，我們常常引用深度負(fù)反饋來(lái)改善電路的多方面性能。但是，對(duì)于某些放大電路，會(huì)因?yàn)橐胴?fù)反饋不當(dāng)而引起自激振蕩，不能正常工作。

自激振蕩的條件

由于電路從起振到動(dòng)態(tài)平衡有一個(gè)正反饋的過(guò)程，即輸出量幅值在每一次反饋后都比原來(lái)增大，直至穩(wěn)幅，所以起振條件是 |AF| 》 1。所以只有同時(shí)滿足起振條件和相角條件才會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。

自激振蕩產(chǎn)生的原因

基本的放大電路都是由多級(jí)放大電路組成，以實(shí)現(xiàn)很高的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)和其他參數(shù)。每級(jí)放大器都存在分布電容、輸入阻抗、輸出阻抗，所以每級(jí)放大器都構(gòu)成了一個(gè)一階RC網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)信號(hào)通過(guò)每級(jí)放大器時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一定的附加相移。每級(jí)放大器的最大附加相移是-90°，很容易滿足自激振蕩的產(chǎn)生條件。一些電路自激振蕩產(chǎn)生的原因還與外接因素有關(guān)，例如PCB布線、元器件的布局等，因?yàn)檫@都會(huì)引入電容。

如何消除自激振蕩

我們很少去消除正反饋的自激振蕩，因?yàn)檎答伒淖约ふ袷幰话闶怯脕?lái)做正弦波發(fā)生電路。消除負(fù)反饋放大電路自激振蕩的根本方法就是破壞產(chǎn)生自激振蕩的條件，若通過(guò)一定的手段在附加相移為±180°時(shí)|AF|《1，則不會(huì)自激振蕩；如果通過(guò)一定的手段使電路不存在±180°的附加相移，電路也不會(huì)自激振蕩。采用相位補(bǔ)償?shù)姆椒梢詫?shí)現(xiàn)上述想法。

消除自激振蕩的方法

1、電容滯后補(bǔ)償

2、RC滯后補(bǔ)償

常見(jiàn)自激振蕩及其處理方法

1、OPA847芯片在放大倍數(shù)低于12時(shí)很容易自激振蕩，這和它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，可以參考它的數(shù)據(jù)手冊(cè)。所以，在應(yīng)用OPA847時(shí)，要合理將放大倍數(shù)放到合適的位置。

2、用示波器測(cè)量時(shí)，由于探頭是容性的，運(yùn)放驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載時(shí)，后級(jí)電路的輸入電容和運(yùn)放的輸出電阻會(huì)產(chǎn)生一個(gè)極點(diǎn)，影響了運(yùn)放原來(lái)的開(kāi)環(huán)特性曲線，造成自激振蕩。解決方法：在運(yùn)放的輸出端串聯(lián)一個(gè)小電阻（十幾歐姆～幾十歐姆）再連接至后級(jí)電路。

談?wù)勎覀€(gè)人所遇到的自激振蕩問(wèn)題。有一次在應(yīng)用功放電路時(shí)（TDA2030的電路），我參考的是數(shù)據(jù)手冊(cè)上的電路圖，但自己做出PCB板出來(lái)后，測(cè)出了自激振蕩。后來(lái)直接在后面加了補(bǔ)償電容就好了。過(guò)后我回頭看，發(fā)現(xiàn)我的PCB布局布線有很大的問(wèn)題，沒(méi)有按照數(shù)據(jù)手冊(cè)給的建議來(lái)做，而且電源線回環(huán)太大、太多，濾波電容隔的太遠(yuǎn)（超出了電容的去耦半徑）。