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电流|电流反馈型运放( 七 )



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电流反馈型CFB运放之【18】我们分析电流反馈型运放还是从它的 1/2电路开始 , 如前面提到的原理图 , (见下图)从电路上可以看出这个电路 。

37、的 Q1构成的第一级放大电路的增益为R1/Re 。
而由Q2组成的第二级电路的直流增益(注意是直流信号)为R2/R3 。
由Q组成的最后一级放大电路也即为输入级电路是一个射极跟 随器 。
其直流电压放大倍数为 1 。
这样就可以得到整个电路的真流增益AVDC=.R2上面的公式可以视为直流开环增益 。
以前的博文中 , 一再提到运放都会 有一个主极点 , CFB运放也不例外 。
这个主极是由 Ct和R1共同设定 的 。
如下式:注意 , 这个公式忽略一了些三极管的参数如Q1的射极动态电阻 Re1 。
另外Ct是通过米勒效应乘上R3/R2 。
并成为Q1共射极电路的负载的 。
由于RE是由反馈网络决定的 。
我们定义互阻抗的为:Rr则此时放大电路的直 。

38、流增益和主极点频率如下所示:RtAvdc = rT and 衍 RtC那这个互阻抗和电容是多少呢?在有些数据手册中会给出来 。
如下便是电流反馈型运放 OPA603的datasheet中给出的RT和CT的值:一般CT比较小 。
OKM LOOP CWUUCTEnSTO130014MJ此时CFB运放的开环增益就可以写成如下的公式了色匚?吐一JRe | j 3 Re 1 + jwRyC y0p仔细端详这个公式就会发现 , CFB运放的开环增益不仅由内部的 RT和 CT决定 。
而且由反馈网络所决定 。
这是从原理上 , 与电压反馈型运放 的不同点 。
电流反馈型CFB运放之【19】上一小节推导了电流反馈型运放的开环增益公式 。


39、我们进一步分CFB运放的互阻抗 , 我们把跨阻和电容写到一个公式里 , 就成为了电流反 馈型运放的互阻抗 。
Z = Rt丁 1 + jCDRyCy到这 , 也就说了为什么这种类型的运入被称之为电流反馈”这种运放的输出电压是由负向输入端的电流与开环互阻抗所决定的 。
再仔细看看上面的公式 , 有一个极点 。
它的波特图如下 , 直流增益为 RT 。
主极点频率为 。
这个曲线的重要性 , 相当于电压反馈运放的开环 增益曲线Aol.如下是CFB运放OPA603的开环互阻抗与频率的波特图 。
经计算这个 曲线的主极点大约在221KHZ处 。
(由数据手册中给出的互阻电阻值和 电容值计算出来的)to-101OPENLOOP TFiANSIMPEDAN 。

40、CE vs FREQUENCY to*1D0 n 10k100k 1M 10M100M 1GFrequency Hz)到这里 , 我们似乎可以将电流反馈型运放进一步简化为下面的原理够简化吧 。
图 。
这个电路保留用于分析电流反馈型运放所需的基本元素其实这个电路还是忽略了一点 , 不知有朋友注意到了没有 。
这个电 路把负向输入端-IN的电阻给忽略了 , 默认为零了 。
但从第一小节就提 到这个电阻不为零 , 一般为数欧或数十欧 。
如果考虑了Rin时 , 电路应为如下的原理图:此时运放的开环增益变为:J__R E + R 取 1 专 j wR jC 丁由于Rin的引入 , 使得开环增益有所降低 。
并对闭环增益有所影响 。
下 一小节再分析 。


41、电流反馈型CFB运放之【20】接上一小节 , 我们再应闭环增益公式如下:where便可得到上面电路的闭环增益:(推导过程省略了 , 有求知欲望的朋友可以仔细推导一下 , 理解更深刻)到这里可以看出 , Rin的引入不会影响到直流闭增益 。
但是会影响 主极点频率 , 也就是影响带宽 。
可以再仔细看看这个公式 , 发现闭环增 益的带宽有下式决定 。
(当时这里假设对选定的CFB运放CT已经确 定了)D . R【NRf+帀再把上式中的反馈系数部分重写一下,丄 _ Rf+Rg 3 _ 飞_ Unoise那我们就可以得到如下的公式 。
似曾相识 , 在前面第四小节见到 过 。
再次论证了 , 只要将下面的公式固定为常数 , CFB运放的带宽由反馈 系数( 。

42、设定增益)无关 。
Z; = Rf + &(1 + Rf/R=Rf + Ri + Gnoije = constant到这里 , 我们可以将上面小节提到的 CFB运放的原理图进一步简化 如下:这里忽略了后面的 buffer 。
够简单了吧 。
这个模型虽然简单的说明了 CFB运放的内部结构 , 但还是不够准确 。
到这 , 我们该引入一个比较精确的 CFB运放的模型了 , 如下图: 从上面原理图到下面原理图的变换不用解释了吧 。
上图便是在第一小节里就提到的 CFB运放的理论模型 。
里面的受 控电流源Iin就是把负向输入端的电流镜像过来流过互阻抗 。
最后一级 的跟随是提供一个低输出阻抗给负载 。
到这里 , 我想应该把CFB内部结构简单的介绍 。


稿源:(未知)

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