放大器有限增益的影響
發(fā)布時(shí)間:2008/11/11 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):926
對(duì)大多數(shù)運(yùn)算放大器而言,其關(guān)鍵參數(shù)是開(kāi)環(huán)增益。為了保證穩(wěn)定,必須限制開(kāi)環(huán)增益的帶寬。為此,常在低頻端引進(jìn)一個(gè)實(shí)極點(diǎn),使增益每倍頻程下降6db。
圖(a)所示為一個(gè)典型的開(kāi)環(huán)增益曲線。它有兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),低頻處的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是由頻率補(bǔ)償引入的實(shí)極點(diǎn)產(chǎn)生的。輸出相位滯后角在轉(zhuǎn)折頻率處為45°,當(dāng)頻率升高時(shí),它趨近于90°,幅頻特性以每倍頻程6db的速度下降。
放大器的另一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率在l00khz附近。在這個(gè)極點(diǎn)以上,增益以每倍頻程12db的速度下降,相移又增加了45°,隨頻率增加趨近于180°。圖(b)所示為相頻特性曲線。
大多數(shù)運(yùn)算放大器的內(nèi)部已備有頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),它的參數(shù)保證在最壞情況下,對(duì)應(yīng)于電壓跟隨器的接法,仍可穩(wěn)定地工作。為此而付出的代價(jià)是在高閉環(huán)增益(β=1)情況下,開(kāi)環(huán)增益比實(shí)際的小,而仍保持穩(wěn)定時(shí),將會(huì)出現(xiàn)不必要的閉環(huán)增益下降。
運(yùn)算放大器通常按單位增益-帶寬乘積來(lái)說(shuō)明,即開(kāi)環(huán)增益為1時(shí)的頻率。
圖 典型的開(kāi)環(huán)增益、相移與頻率的關(guān)系
為了討論開(kāi)環(huán)增益對(duì)閉環(huán)增益的影響,將式(10.16)代入同相運(yùn)算放大器的式(10.14)和反相運(yùn)算放大器的式(1o.15)。結(jié)果的增益表達(dá)式如下。
同相放大器:
反相放大器:
當(dāng)a。為無(wú)限大,兩式的分母變?yōu)?,式(10.17)和式(10.18)便與式(1o.13)和式(10.10)分別表示的同相、反相放大器增益基本公式相同了。
為了減小開(kāi)環(huán)增益對(duì)閉環(huán)增益的影響,a。必須比所期望的a。大得多。由于在我們感興趣的頻段開(kāi)環(huán)相移通常為90°,式(10,17)和式(10.18)分母中的誤差項(xiàng)和1正交。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻時(shí),開(kāi)環(huán)增益對(duì)閉環(huán)增益的影響最小。當(dāng)開(kāi)環(huán)與閉環(huán)增益的比值為10:1時(shí),僅產(chǎn)生0.5 %的誤差,這在大多數(shù)情況下滿足要求。
有限的開(kāi)環(huán)增益同樣影響電路的輸人和輸出阻抗。同相放大器的輸人阻抗可推導(dǎo)為:
式中,ri和r。分別為放大器的輸入、輸出阻抗。通常在適當(dāng)改變a。β時(shí),閉環(huán)輸入、輸出阻抗對(duì)電路工作的影響可以忽略。
歡迎轉(zhuǎn)載,信息來(lái)自維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng)(www.dzsc.com)
對(duì)大多數(shù)運(yùn)算放大器而言,其關(guān)鍵參數(shù)是開(kāi)環(huán)增益。為了保證穩(wěn)定,必須限制開(kāi)環(huán)增益的帶寬。為此,常在低頻端引進(jìn)一個(gè)實(shí)極點(diǎn),使增益每倍頻程下降6db。
圖(a)所示為一個(gè)典型的開(kāi)環(huán)增益曲線。它有兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),低頻處的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是由頻率補(bǔ)償引入的實(shí)極點(diǎn)產(chǎn)生的。輸出相位滯后角在轉(zhuǎn)折頻率處為45°,當(dāng)頻率升高時(shí),它趨近于90°,幅頻特性以每倍頻程6db的速度下降。
放大器的另一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率在l00khz附近。在這個(gè)極點(diǎn)以上,增益以每倍頻程12db的速度下降,相移又增加了45°,隨頻率增加趨近于180°。圖(b)所示為相頻特性曲線。
大多數(shù)運(yùn)算放大器的內(nèi)部已備有頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),它的參數(shù)保證在最壞情況下,對(duì)應(yīng)于電壓跟隨器的接法,仍可穩(wěn)定地工作。為此而付出的代價(jià)是在高閉環(huán)增益(β=1)情況下,開(kāi)環(huán)增益比實(shí)際的小,而仍保持穩(wěn)定時(shí),將會(huì)出現(xiàn)不必要的閉環(huán)增益下降。
運(yùn)算放大器通常按單位增益-帶寬乘積來(lái)說(shuō)明,即開(kāi)環(huán)增益為1時(shí)的頻率。
圖 典型的開(kāi)環(huán)增益、相移與頻率的關(guān)系
為了討論開(kāi)環(huán)增益對(duì)閉環(huán)增益的影響,將式(10.16)代入同相運(yùn)算放大器的式(10.14)和反相運(yùn)算放大器的式(1o.15)。結(jié)果的增益表達(dá)式如下。
同相放大器:
反相放大器:
當(dāng)a。為無(wú)限大,兩式的分母變?yōu)?,式(10.17)和式(10.18)便與式(1o.13)和式(10.10)分別表示的同相、反相放大器增益基本公式相同了。
為了減小開(kāi)環(huán)增益對(duì)閉環(huán)增益的影響,a。必須比所期望的a。大得多。由于在我們感興趣的頻段開(kāi)環(huán)相移通常為90°,式(10,17)和式(10.18)分母中的誤差項(xiàng)和1正交。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻時(shí),開(kāi)環(huán)增益對(duì)閉環(huán)增益的影響最小。當(dāng)開(kāi)環(huán)與閉環(huán)增益的比值為10:1時(shí),僅產(chǎn)生0.5 %的誤差,這在大多數(shù)情況下滿足要求。
有限的開(kāi)環(huán)增益同樣影響電路的輸人和輸出阻抗。同相放大器的輸人阻抗可推導(dǎo)為:
式中,ri和r。分別為放大器的輸入、輸出阻抗。通常在適當(dāng)改變a。β時(shí),閉環(huán)輸入、輸出阻抗對(duì)電路工作的影響可以忽略。
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