lmbta14lt1g SPlCE分析設(shè)計的電路

發(fā)布時間:2019/11/9 17:43:24 訪問次數(shù):865

lmbta14lt1g在負反饋放大電路中,什么叫虛短和虛斷?其物理實質(zhì)是什么？

深度負反饋條件下,如何估算放大電路的增益及電壓增益?

在放大電路中引入適當?shù)呢摲答?可以影響電路的許多性能,而且反饋的組態(tài)不同,所產(chǎn)生的影響也各不相同。因此,在設(shè)計負反饋放大電路時,應(yīng)根據(jù)實際需要和設(shè)計目標引入合適的負反饋。

設(shè)計負反饋放大電路的一般步驟，選定需要的反饋類型,選擇反饋類型可參照下面的一些原則。

根據(jù)信號源的性質(zhì)選擇串聯(lián)負反饋或并聯(lián)負反饋。當信號源為恒壓源或內(nèi)阻較小的電壓源時,為了減小放大電路輸入端對信號源的負載效應(yīng),即減小信號源的輸出電流和其內(nèi)阻上的電壓降,使放大電路獲得盡可能大的輸入電壓,必須增大放大電路的輸人電阻,應(yīng)引人串聯(lián)負反饋。當信號源為恒流源或內(nèi)阻較大的電壓源時,為了使放大電路獲得盡可能大的輸入電流,必須減小放大電路的輸入電阻,應(yīng)選擇并聯(lián)負反饋。

根據(jù)對放大電路輸出信號的要求,選擇電壓負反饋或電流負反饋。當要求放大電路輸出穩(wěn)定的電壓信號時,應(yīng)選擇電壓負反饋。而要求輸出穩(wěn)定的電流信號時,則應(yīng)選擇電流負反饋。

根據(jù)表7.4.1中列出的四種反饋放大電路的功能,選擇合適的反饋組態(tài)。例如,若要求電路接近理想的電壓放大電路,則應(yīng)該選擇電壓串聯(lián)負反饋放大電路;若要求將電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號,則應(yīng)該選擇電流串聯(lián)負反饋放大電路等等。

上述原則是針對交流負反饋而言的,若要穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點,則應(yīng)在電路中引入直流負反饋。確定反饋系數(shù)的大小，通常情況下,假設(shè)引入的是深度負反饋,由設(shè)計指標及Af≈1/f的關(guān)系確定反饋系數(shù)F的大小。

適當選擇反饋網(wǎng)絡(luò)中的電阻阻值,多數(shù)情況下,反饋網(wǎng)絡(luò)由電阻或電阻和電容組成。一個給定的反饋系數(shù)值,往往可由不同的電阻值組合獲得。例如,當電壓反饋系數(shù)Fu=r1/r1+r2=0.1時,我們可以取R1=1Ω、R2=9Ω,也可以取R1=0.3kΩ、R2=2.7 kΩ等等。為滿足設(shè)計要求,必須適當選擇反饋網(wǎng)絡(luò)中的電阻值,以減小反饋網(wǎng)絡(luò)對放大電路輸入端和輸出端的負載效應(yīng)。顯然,反饋類型不同,對反饋網(wǎng)絡(luò)中電阻值的要求也就不同。在串聯(lián)負反饋中,反饋網(wǎng)絡(luò)輸出端的等效阻抗值小時,它對放大電路輸入端的負載效應(yīng)才能被忽略。相反,在并聯(lián)負反饋中,則要求反饋網(wǎng)絡(luò)輸出端的等效阻抗值要大。為減小反饋網(wǎng)絡(luò)輸人端對放大電路輸出端的負載效應(yīng),在電壓負反饋中,反饋網(wǎng)絡(luò)輸入端的等效阻抗要大;而電流負反饋中,反饋網(wǎng)絡(luò)的輸人阻抗要小。

用SPlCE分析設(shè)計的電路,檢驗是否符合設(shè)計目標,下面我們結(jié)合例題說明以上設(shè)計過程。

設(shè)計舉例,例7.6.1 用集成運放設(shè)計一個負反饋放大電路,它的輸人信號來自一個

內(nèi)阻Rs=2kΩ的電壓源久,負載電阻RL=50Ω。要求該電路向負載提供的輸出電壓uo=10us,且當負載變化時,輸出電壓趨于穩(wěn)定。設(shè)計中所用運算放大器的參數(shù)為Aro=104,Ri=5kΩ,Ro=100Ω。設(shè)計合適的反饋網(wǎng)絡(luò),并用SPICE檢驗設(shè)計結(jié)果。

解:選擇反饋類型。因為所用信號源是內(nèi)阻Rs=2kΩ的電壓源,為減小放大電路對信號源的負載效應(yīng),待設(shè)計的反饋放大電路必須有很高的輸入電阻,因此,電路中必須引入串聯(lián)負反饋。設(shè)計要求,當負載變化時,輸出電壓趨于穩(wěn)定。因此,電路中必須引入電壓負反饋。綜上所述,我們需要設(shè)計一個近乎理想的電壓放大電路,其電路結(jié)構(gòu)如圖7.6.1a所示,圖7.6,1b是它的小信號等效電路。

確定反饋系數(shù)Fu。由設(shè)計要求知Aufs=10,又因在深度負反饋條件下

Aufs≈1/f,所以fu=0.1。由此可得環(huán)路增益aufu≈104×0.1=1000,Rif=(1+Aufu)Ri=5000kΩ,Rof=Ro/(1+AuFu)=0.1Ω。這樣的輸入電阻和輸出電阻幾乎是理想的,因此可以確保負載變化時,輸出電壓基本不變。

確定反饋網(wǎng)絡(luò)中R1、R2的阻值。因為Fu=r1/r1+r2=0.1,所以(a)電壓串聯(lián)負反饋放大電路 (b)圖7.6.1a的小信號等效電路r2/r1=9。由圖7,6,1b可見,在放大電路的輸出端,反饋網(wǎng)絡(luò)也是放大電路的負載,為了減小反饋網(wǎng)絡(luò)對輸出電壓的影響,即減小反饋網(wǎng)絡(luò)對放大電路輸出端的負載效應(yīng),要求R2+R1遠大于Ro。同時,由于反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出端口與放大電路輸人端口串聯(lián)連接,為了減小反饋網(wǎng)絡(luò)對放大電路輸人電壓vid的影響,即減小反饋網(wǎng)絡(luò)對放大電路輸入端的負載效應(yīng),要求R1‖R2遠小于ri。綜合上述原因,我們選擇R1=500Ω,R2=9R1=4.5kΩ。實際電路中,R2可用一個小的可變電阻串聯(lián)一個固定電阻替代,以減小電阻公差對閉環(huán)增益精度的影響。