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运算放大器应用电路设计笔记(五)

5.1负反馈对各种特性的改善效果

想办法使运放具有较大电压增益,可使用时又要增加负反馈使增益变小,为何要这样做呢?

几乎所有放大电路都要求增益恒定,但不加负反馈时运算放大器的增益受到温度、电源电压、及频率等影响发生较大变化,不保持恒定。然而,施加负反馈后这个问题就会迎刃而解。

放大电路的主要特性参数有增益、噪声、输入和输出阻抗等。施加负反馈后,不但增益稳定,而且噪声、失真、输出阻抗都降低了,输入阻抗增大了。

5.1.1增益精度的提高

1.根据环路增益预测反馈效果

即使同相与反相放大电路的闭环增益相同,但对于反相放大电路输入电压进行了(1-β)倍分压,因此,其环路增益也比同相放大电路的低。

考虑到反馈放大电路本身的环路增益Aβ,不论是反相放大电路还是同相放大电路,在参数相同时可以预测负反馈使其改善的效果。

2.负反馈时增益精度

在大部分情况下,施加负反馈后放大电路的增益误差由使用的电阻精度决定。为了减小增益误差,需选用高精度的电阻,但问题是高精度电阻的价格高,而且交货要花费时间。稳定的电阻值是100Ω~1MΩ。

3.通过实验观察开环与闭环增益之间的关系

4.高精度缓冲器——电压跟随器的应用

增益为1的同相放大电路称为电压跟随器或单位增益缓冲器,经常用作缓冲器。不使用决定增益的电阻,因此输出电压精度特别高。这种电路的输入阻抗也非常高,因此,对前级电路没有加载作用。输出阻抗几乎为零,不会受到后级电路输入阻抗的影响。

5.1.2噪声与失真的降低

失真与噪声一样,也要降低变为反馈量分之一。一般在振幅较大时发生失真,并随着输出振幅的增大而增大。对于运算放大器,失真不是发生在内部电路输入级,而是发生在输出级,但噪声发生在输入级。那么,输入换算失真对电路动作毫无意义,即变为负反馈量分之一。有无负反馈时输出电压振幅相同,内部发生的失真相同,测量时可观察到负反馈的效果。

5.1.3输出阻抗的降低

对于负反馈放大电路,输出阻抗为反馈量分之一,这是由于负载变化、输出阻抗也变化,而运算放大器的输出电压保持不变的缘故。

5.2通过实验观察负反馈的效果

5.2.1输出阻抗的降低

5.2.2输入阻抗的增大


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