运算放大器之负反馈

时间:2023-01-08 13:34:42

                                  运算放大器负反馈电路组态分析

以下守于运算放大器负反馈电路的四种方式:

1,并联电压负反馈

图1(a)是反相比例运算电路。从反馈类型来看,反馈电路自输出端引出而接到反相输入端。设输入电压μi为正,则输出电压μo为负。此时反相输入端的电位高于输出端的电位.输入电流运算放大器之负反馈和反馈电流运算放大器之负反馈的实际方向即如图1(a)中所示.差值电流运算放大器之负反馈运算放大器之负反馈削弱了净输入电流(差值电流),故为负反馈。

反馈电流 运算放大器之负反馈

取自输出电压(即负载电压) 运算放大器之负反馈,并与之成正比,故为电压反馈。反馈信号与输入信号在输人端以电流的形式作比较,两者并联,故为并联反馈。因此,反相比例运算电路是引入并联电压负反馈的电路。由前面讨论可知,电压负反馈的作用是稳定输出电压,并联反馈电路则降低输入电阻。

反馈系数F由定义式运算放大器之负反馈得出:其中XF为反馈电流,所以反馈系数 运算放大器之负反馈。可见,反馈系数具有电导(电阻的倒数)的量纲,称为互导反馈系数。

运算放大器之负反馈

                                 图1 运算放大器负反馈电路的四种方式

2,串联电压负反馈

由1(b)是同相比例运算电路。从反馈类型来看,反馈电路自输出端引出接到反相输人端,面后经电阻RL接“地”。设运算放大器之负反馈为正,则运算放大器之负反馈也为正.此时反相输入端的电位低于输出端的电位,但高于“地”电位, 运算放大器之负反馈运算放大器之负反馈的实际方向与电路中的参考方向相反。经RF和R1分压后.反馈电压运算放大器之负反馈= —R1运算放大器之负反馈它是运算放大器之负反馈的一部分。由输人端电路可得出,差值电压 运算放大器之负反馈,即运算放大器之负反馈削弱了净输入电压(差值电压),故为负反馈。反馈电压

运算放大器之负反馈

取自输出电压运算放大器之负反馈 ,并与之成正比,故为电压反馈。反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式作比较.两者串联,故为串联反馈。因此,同相比例运算电路是引入串联电压负反馈的电路。

反馈系数F由定义式 运算放大器之负反馈运算放大器之负反馈

电压负反馈的作用是稳定输出电压,串联反馈电路则有很高的输入电阻。

3,串联电流负反馈

首先分析图1(C)示的电路的功能。从电路结构看它是同比例运算电路,故 运算放大器之负反馈

输出电流 运算放大器之负反馈

由上列两式得出 运算放大器之负反馈

可见输出电流运算放大器之负反馈与负载RL无关,因此图1(C)是一同相输入恒流源电路,或称为电压—电流变换电路。改变电阻R的阻值,就可以改变运算放大器之负反馈 的大小 。

其次分析反馈类型。参照上述的同相比例运算电路可知,图1(c)的电路也引入了负反馈。反馈电压 运算放大器之负反馈取自输出电流(即负载电流)运算放大器之负反馈并与之成正比,故为电流反馈。反馈信号与输入信号在输入端以电压形式作比较(运算放大器之负反馈 ),两者串联,故为串联反馈。因此,同相输入恒流源电路是引入串联电流负反馈的电路。

反馈系数 运算放大器之负反馈

可见,反馈系数F具有电阻的量纲,称为互阻反馈系数。

4,并联电流负反馈

首先分析图1(d)所示电路的功能。由图可得出

运算放大器之负反馈运算放大器之负反馈

运算放大器之负反馈,则得 运算放大器之负反馈

输出电流 运算放大器之负反馈运算放大器之负反馈

可见输出电流运算放大器之负反馈与负载RL无关,因图1(d)是反相输入恒流源电路。改变电阻RF或R的阻值,就可以改变 运算放大器之负反馈的大小。

其次分析反馈类型。设 运算放大器之负反馈为正,即反相输入端的电位为正,输出端的电位为负。此时,运算放大器之负反馈运算放大器之负反馈的实际方向即如图中所示,差值电流运算放大器之负反馈 ,即运算放大器之负反馈削弱了净输入电流运算放大器之负反馈,故为负反馈。反馈电流运算放大器之负反馈

取自输出电流运算放大器之负反馈,并与之成正比,故为电流反馈。反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式作比较(运算放大器之负反馈),两者并联,故为并联反馈,因此,反相输入恒流源电路是引入并联电流负反馈的电路。

反馈系数 运算放大器之负反馈

总之,从上述四个运算放大器电路可以看出:

(1)反馈电路直接从输出端引出的,是电压反馈;从负载电阻 的靠近地端引出的.是电流反馈;

(2)输入信号和反馈信号分别加在两个输入端(同相和反相)上的是串联反馈;加在同一个输入端(同相或反相)上的是并联反馈;

(3)反馈信号使净输入信号减小的,是负反馈。

至于负反馈对放大电路工作性能的影响,如降低放大倍数、提高放大倍数的稳定性、改善波形失真、展宽通频带以及对放大电路输入电阻和输出电阻的影响,和在分立元件放大电路中所述相同。

5,示例:

例1: 试判别图2(a)和(b)两个两级放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的各是何种类型的反馈电路。

解:(1)在图2(a)中,从运算放大器A2输出端引至A1同相输入端的是串联电压负反馈:

 a. 反馈电路从A2的输出端引出,故为电压反馈;

b. 反馈电压运算放大器之负反馈和输入电压运算放大器之负反馈分别加在A1的同相和反相两个输入端,故为串联反馈;

c. 设运算放大器之负反馈为正,则运算放大器之负反馈为负,运算放大器之负反馈为正。反馈电压运算放大器之负反馈使净输入电压 运算放大器之负反馈减小,故为负反馈。

(2)在图(b)中,从负载电阻RL的靠近“地”端引入至A1同相输入端的是并联电流负反馈电路:

①反馈电路从RL的靠近“地”端引出,故为电流反馈;

②反馈电流运算放大器之负反馈和输入电流运算放大器之负反馈加在A1的同一个输入端,故为并联反馈;

③设运算放大器之负反馈为正,则 运算放大器之负反馈为负,运算放大器之负反馈为正。A1同相输入端的电位高于a点,反馈电流运算放大器之负反馈的实际方向即图中所示,它使净输入电流运算放大器之负反馈减小,故为负反馈。

 

运算放大器之负反馈

                图2 运放负反馈示例电路