反馈的作用:增益灵敏度降低
采用开环的方式实现一个精确的增益比较困难,但是可以实现高增益。
增益灵敏度衍生出来的另外两个特点
1、增加系统带宽。
2、改变输出阻抗,提高驱动能力。
反馈的作用:增加带宽
带宽的增加来源于反馈降低“增益灵敏度”,如果A足够大,随着频率逐渐增加,开环OP增益A逐渐减小,但是仍然满足远大于1,则闭环增益几乎不变(),即反馈降低了闭环增益对带宽的灵敏度。
反馈增加带宽的实例
构建一个单级点系统,用一个压控电流源vccs模拟MOS管。
接成开环模式
开环模式单位阶跃响应
接成单位增益负反馈
单位增益负反馈模式下阶跃响应。
闭环运放的阶跃响应速度远远快于开环运放
反馈的作用:改变终端阻抗
非理想电压源
非理想电压源内阻为0,理想输出Vo=Vs
实际信号源内阻为Rs,输出电压Vo=Vs*RL/(Rs+RL)
内阻Rs越小,Vo越接近Vs,电压源驱动能力越强。
非理想电流源
理想电流源内阻∞,理想输出Io=Is
实际电流源内阻为Rs,输出电流Io=Is*Rs/(Rs+RL)
内阻Rs越大,Io越接近Is,电流源驱动能力越强
负反馈如何改变终端阻抗(增强驱动能力)
1、如果OP是电压输出,则减小OP的输出阻抗
2、如果OP是电流输出,则增加OP的输出阻抗
3、如果输入信号是电流源,则减小OP输入阻抗
4、如果输入信号是电压源,则增加OP输入阻抗
环路增益:两种方法
法一:断环计算环路增益
法二:判断反馈类型,计算β和Aopen
1、判断反馈类型,计算反馈系数β
2、根据反馈类型进行输出/输入加载
3、计算开环参数:开环增益Aopen、开环输入阻抗、输出阻抗
4、计算环路增益LG=β*Aopen
电压电压反馈
β=R1/(R1+R2)
断环求环路增益LG=βA
加载效应
反馈网络并不是一个理想网络,输入阻抗不是无穷大,输出阻抗不是0
反馈网络的有限输入阻抗会对运放输出构成加载效应(分压)
反馈网络的输出阻抗会对运放输入构成加载效应(分压)
电压-电压反馈:加载效应
反馈系数β=R1/(R1+R2)
Aopen=A*(R1+R2)/(R1+R2+Ro)
LG=βAopen=A*R1/(R1+R2+Ro)
闭环增益
电压-电压反馈:输出阻抗
法一:根据定义
法二:Rout,closed=Rout,open/(1+LG)
戴维南等效
二端口等效为“一个电压源和电阻串联”
电压源Uoc:负载开路电压
串联电阻Ro:所有独立电流源置0(独立电压源短路,独立电流源开路)
诺顿等效
二端口等效为“一个电流源和电阻并联”
电流源Isc:负载短路电流
并联电阻Ro:所有独立电流源置0(独立电压源短路,独立电流源开路)