【模拟IC学习笔记】 反馈

news2024/11/17 15:44:12

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\beta A_{0}远大于1,则闭环增益几乎不变(1/\beta),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

Ac=\frac{Aopen}{1+\beta Aopen}

 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)

 

 

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