OP AMP - 反馈理论在运放中的应用
实际应用的系统绝大多数是闭环的,运放更是如此。
关于反馈理论,需要了解极点,零点,波特图,以及如何用相位裕度,幅值裕度 确定系统的稳定性,这里不作赘述
,不懂的部分可以到网上搜点课件和教材。只说明反馈在运放中的应用及其分析。
运用反馈可以提高运放稳定性,还可以控制系统参数。将运放的反馈表示如图:
Vin,Vout分别是系统输入和输出,
A是运放的增益,也叫开环增益,
Beta就是外部电容电阻等引入的反馈回路,
E表示Error,就是输入和输出反馈回路的差值。
由图可以看出,A无穷大时,反馈系统有使E为0的倾向, 这也是运放虚短的原因。
所以算得:
将定义为环路增益。
理想运放A无穷大,所以简化为
注意上面使用的复数,也包含了相位在里面。
反馈系统一般使用波特图(Bode)分析,现将增益转换成DB形式。
其波特图为
但实际的运放有若干个极点,但由于内部补偿,可以看作一个极点。
可以近似表示为
其波特图为
注意实际系统的波特图的曲线是平滑过渡的。
上图可以看出开环增益和闭环增益的差值为
图中x是运放的增益A通闭环增益的连接点。
运放的稳定性和环路增益有关,当环路增益为-1,幅值1,相位-180,系统不稳定,产生了振荡。
很多系统的增益大于1,一般通过调节相位比避免振荡。
绝大多数高阶系统可以用二阶系统近似表示,
令环路增益为
对应的波特图为:
相位裕度
保证一定的相位裕度可以确保系统稳定性。
如果在极点不变的情况下,提高环路增益,会使得20LOG()达到0dB的频率增大,使相位源度变小,向0靠近。
而闭环增益是由外部电阻决定,环路增益的增大,闭环增益减小。
反之,闭环增益增大有助于系统的稳定。
如果图中的两个极点的频率距离变短,增益下降加速,同样使相位源度变小,向0靠近。
转载于:https://www.cnblogs.com/iamlvshijie/archive/2012/05/01/2486183.html
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