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運算放大器閉環增益及計算
運算放大器閉環增益及計算

1 運放閉環增益

一般放大器的分析都是基于交流反饋進行，這是方便分析電路的穩定和噪聲的影響。通常將具體的交流負反饋放大電路用方塊圖表示。這是因為無論哪種交流負反饋放大電路，它們都是由放大通路和反饋通路兩部分組成，如圖 2 . 6 所示：



( 3 ）當 1 + A(s)F(s) < 1 時，則 Af(s)>A(s)。說明在這種情況下，形式上的負反饋已經轉化為實質上的正反饋，正反饋使增益變大。

( 4 ）當 1 + A(s)F(s)=O 時，則 Af(s)為無窮大 。這說明在沒有外加輸入信號時，也會有輸出信號。這種現象稱為反饋放大電路的自激振蕩現象。對于放大電路而言，自激振蕩破壞了正常的放大工作狀態，因此，反饋放大電路必須避免出現自激振蕩。

通常， 1+A(s)F(s)稱為負反饋放大電路的反饋深度。



運放閉環增益的計算

一般情況下，放大器處于深度負反饋。此時，放大電路的閉環增益為 l/F(s)。但在實際中，很少去算l/F(s)的，而是根據深度負反饋的“虛短”、“虛斷”的概念進行計算。

放大器穩定性的分析，都是基于式 2 . 1 的。一般是應用放大器的頻率響應，借助波特圖進行分析的。

放大器對不同頻率的正弦信號的穩態響應稱為頻率響應。放大器的頻率響應可直接由放大器的放大倍數對頻率的關系來描述，即







。w）|曲線的拐點再往高頻移動一些時，fc 之前或fc對應的相角就有可能達到-180 。，從而使電路處于不穩定狀態。




下圖是一個應用的例子：



如果不在電路中進行補償的話，頻率 fx處的相移會接近-180 。，因而會引起不穩定和振蕩。因此我們在電路中增加了電容 C2 ，使信號增益增加了一個零點，并使零點對應的特征頻率為 fx :

fx = l/(2兀R2C2) (2.6)

這樣，將會在fx處產生45度的相角裕度，從而使系統穩定。