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运算放大器及其应用


5.串联、并联反馈的判断
如图8-7所示,若输入信号ui与反馈信号uf在输入端相串联,
且以电压相减的形式出现,即ud = ui-uf为串联负反馈;若输入
信号ii与反馈信号if在输入回路并联且以电流相减形式出现,
即if=ii-if为并联负反馈
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第二节 负反馈放大器
二、负反馈放大器的四种组态
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第二节 负反馈放大器
二、负反馈放大器的四种组态
图8-9 (c)所示电路,从输入端看,净输入id=ii-if,因此是并 联反馈。由虚地可看出Rf与R相当于并联的关系,所以反馈 量if=-Rio/(Rf+R)>0(由图中io的实际方向可知,io<0),因此既 是负反馈,又是电流反馈。综上所述,反馈组态为电流并联 负反馈。
输出级与负载相接,要求其输出电阻低,带负载能力强, 一般由互补对称电路或射极输出器组成
偏置电路的作用是为上述各级电路提供稳定和合适的偏置 电流,决定各级的静态工作点。
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第一节 集成运算放大器
三、集成运算放大器的主要参数
开环电压放大倍数Auo 指运放在无外加反馈情况下的空载 电压放大倍数
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第二节 负反馈放大器
三、负反馈对放大器性能的影响
4.拓展通频带 通频带是放大电路的重要指标,放大器的放大倍数和输入
信号的频率有关。定义放大倍数为最大放大倍数的 2 / 2 倍以 上所对应的频率范围为放大器的通频带。在一些要求有较宽 频带的音、视频放大电路中,引人负反馈是拓展频带的有效 措施之一。 放大器引入负反馈后,将引起放大倍数的下降,在中频区, 放大电路的输出信号较强,反馈信号也相应较大,使放大倍 数下降得较多;在高频区和低频区,放大电路的输出信号相对 较小,反馈信号也相应减小,因而放大倍数下降得少些。如 图8-14所示,加入负反馈之后,幅频特性变得平坦,通频带 变宽。
常见集成运放的外形有双列直插式和圆壳式等,如图8-2 所示。
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第一节 集成运算放大器
二、集成运算放大器的组成
集成运算放大器的内部包括四个部分:输入级、输出级、中 间级和偏置电路。如图8 -4所示。
输入级是提高运算放大器质量的关键部分,要求其输入电 阻高,能够抑制零点漂移和干扰信号。
中间级主要进行电压放大,要求电压放大倍数高,一般由 共射极放大电路组成
差模输入电阻rid 指运放在差模输入时的开环输入电阻 开环输出电阻r0 指运放无外加反馈回路时的输出电阻 共模抑制比KCMR 用来综合衡量运放的放大和抗零漂、抗
共模干扰的能力 输入失调电压Uio 数值上等于输出电压为零时两输入端之
间应施加的直流补偿电压 输入失调电流Iio 输入信号为零时,两个输入端静态电流
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第二节 负反馈放大器
一、反馈类型的判别方法
3.电流、电压反馈的判断
如图8-8所示,反馈信号取自于输出电压,且Xf ∝ uo,是 电压反馈;若反馈信号取自于输出电流,且Xf ∝ io流通道中所具有的反馈称为直流反馈。在交流通道中所 具有的反馈称为交流反馈。
Af
Xo Xi
A 1 AF
上式中的(1 + AF)是衡量负反馈程度的一个重要指标,称为 反馈深度
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第二节 负反馈放大器
三、负反馈对放大器性能的影响
3.对输入电阻和输出电阻的影响 (1)负反馈对输入电阻的影响 取决于反馈信号在输入端的
连接方式。串联负反馈使输入电阻提高,并联负反馈使输入 电阻降低 (2)负反馈对输出电阻的影响 取决于输出端反馈信号的取 样方式。电压负反馈降低输出电阻,目的是稳定输出电压;电 流负反馈提高输出电阻,目的是稳定输出电流
图8-9 (d)所示电路,从输入端看,净输入id=ii-if ,因此 是串联反馈。由于反相输入端的电流为零,因此R与RL是串 联关系,反馈量uf=Rio>0(由图中io的实际方向可知,io>0), 因此既是负反馈,又是电流反馈。如果将愉出uo短接,反馈 信号仍然存在,也可判断出是电流反馈。综上所述,反馈组 态为电流串联负反馈。
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第二节 负反馈放大器
三、负反馈对放大器性能的影响
1.改善非线性失真
如图8-10所示,假定输出的失真波形是正半周大、负半周 小,负反馈信号电压uf与输入信号ui进行叠加后使净输入信 号ud产生预失真,即正半周小、负半周大。
2.降低放大倍数及提高放大倍数的稳定性
根据图8-6 (b),可以推导出具有负反馈(闭环)的放大电路 的放大倍数为
之差 最大输出电压Uopp 指运放在空载情况下,最大不失真输
出电压的峰-峰值
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第二节 负反馈放大器
凡是将放大电路输出信号Xo(电压或电流)的一部分或全部 通过某种电路(反馈电路)引回到输入端,就称为反馈。若引 回的反馈信号削弱输入信号而使放大电路的放大倍数降低, 则称这种反馈为负反馈,若反馈信号增强输入信号,则为正 反馈。
图8 -6中分别为无负反馈的基本放大电路和带有负反馈的 放大电路的方框图。
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第二节 负反馈放大器
一、反馈类型的判别方法
1.有无反馈的判别 判断有无反馈,就是判断有无反馈通道,即在放大电路的
输出端与输入端之间有无电路连接,如果有电路连接,就有 反馈,否则就没有反馈。反馈通道一般由电阻或电容组成 2.正、负反馈的判断 用瞬时极性法,首先在放大器输入端设输入信号的极性 “+”或“-”,再依次按相关点的相位变化推出各点对地交流 瞬时极性,最后根据反馈回输入端(或输入回路)的反馈信号 瞬时极性看其效果,使净输入信号减少的是负反馈,否则是 正反馈。
图8-9 (a)所示电路,从输入端看,净输入id=ii-if,因此是并 联反馈。从反馈量看if=-uo/Rf>0(由图中uo的实际极性可知, uo<0),因此既是负反馈,又是电压反馈。综上所述,反馈组 态为电压并联负反馈。
图8-9 (b)所示电路,从输入端看,净输入ud=ui-uf,因此是 串联反馈。从反馈量看uf=R1/(RF+R1)>0(由图中uo的实际极 性可知,uo>0),因此既是负反馈,又是电压反馈。综上所述, 反馈组态为电压串联负反馈。
第八章 运算放大器及其应用
第一节 集成运算放大器 第二节 负反馈放大器 第三节 运算放大器的线性和非线性应用
第一节 集成运算放大器
一、集成运放的图形符号及外形
集成运算放大器的图形符号如图8-1所示。u+为同相输入端, 由此端输入信号,输出信号与输入信号同相。u-为反相输入 端,由此端输入信号,输出信号与输入信号反相。U0为输出 端,+UCC接正电源,-UCC接负电源。
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