自激的产生与消除 郸城 李西亮 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(见图1)。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T1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(如图1中虚线所示)加入由R、C1～C3组成的去耦电路。由于C1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，图2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T1基极上输入信号是相同的，构成了正反馈，如果这个反馈电压足够大，就会引起电路自激。 因此，对于地线内阻引起自激的排除方法是，减小地线的内阻，就是把地线加粗，地线铜箔面积留大一些。对于数字电路及高频电路中地线的电感作用，减小的方法是用扁平导体作地线，用多根导线并联，但导线之间的距离不能过近。另外，还要注意适当的接地方式及接地点的选择。本例中的接地点就选择不合适。一般要避免强电电路和弱电电路共用地线，数字电路和模拟电路共用地线。 三、负反馈放大电路的自激及消除 负反馈放大电路假定工作在中频区，这时电路中存在的级间耦合电容，发射极旁路电容及晶体管的结电容等，这些元件的影响可以忽略。但在低频区和高频区，这些电抗元件的影响不容忽略。信号的幅值和相位会随着频率的变化而变化，当附加的相移达到一定程度时，就会使电路中的负反馈变成正反馈，从而有可能引起电路的自激。对于可能产生自激振荡的负反馈放大电路，采用相位补偿的方法可以消除其自激。通常是在放大电路中加入RC相位补偿网络(见图3)，以改善放大电路的频率特性。 四、寄生电容引起的自激及消除 寄生电容一般是指电感、电阻、芯片引脚等在高频情况下表现出来的电容特性。在低频情况下不明显，在高频l青况下，有害的耦合增大，常常会引起高频自激。晶体管的结电容也是寄生电容，对于其极间反馈引起自激的消除方法是，在其基极和集电极之间加入"中和电容"，使结电容和"中和电容"引入的反馈信号幅值相等而抵消，从而消除了极间反馈。 对于消除放大电路元件之间＼导线之间的分布电容引起的高频自激，就必须对高频放大电路的设计、制造工艺有较高要求。线路板前后级尽量顺序一线式排列，使后级远离前级。电路中的信号输入线、输出线、交流电源线应分开走，不能平行布线。对增益较大的放大器，两级之间还要采取一定的屏蔽隔离措施。