负反馈的本质原理和计算方法

节点方程                         精确  麻烦

替代原理 叠加原理        精确  方便  直观 本质

单端口通用反馈模型     近似  方便  直观 本质

虚短虚断                         近似  方便

双端口定理                     精确   方便         本质

无论算A Ri Ro,使用替代原理、叠加原理,都很直观、本质,

区别只是在于从输入端还是输出端加测试信号而已。

通过这种分析,你会明白,为什么理想运放要求A大、Ri大、Ro小

自己曾微乎明白,后发现参考资料:

《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》

《模拟集成电路设计》Gray

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《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》笔记心得

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运放参数 rd ro a和反馈参数 β

共同决定运放、反馈的分析方法是否有效

1)rd的理想化,使虚断的方法变得有效

严格来说,运放的输入电流不为0,尤其对于BJT、高频信号

但是,这部分电流相对于相同节点上其它分支电流很小,

对求解节点方程影响很小,故可认为断路

2)a的理想化,使虚短的方法变得有效

严格来说,运放的输入电压不是0

但当a足够大时,可保证其约等于0

在预知其等于0的情况,根据替代原理,可认为运放输入短路

但不是真的短路,因为虚断的存在,电流依然约等于0

3)rd ro的理想化,使标准负反馈模型变得有效

严格来说,rd ro 不可忽略,它们会对反馈网络有影响,

且ro会导致运放ro前后电压差异,即负载效应

但当ro足够小,rd足够大时,这种影响很小

结合叠加原理,可简化成标准反馈模型:(vi - vo*β)*a = vo

vo = vi * a /(1 + aβ)

4)aβ的理想化,实反馈网络的决定作用变得明显

当aβ足够大时,可近似为

vo = vi/β

5)从双电源到单电源,本质都是输入差值的放大

电源:双电源 --> 单电源

|           |

放大:直流信号   交流信号

本质在于输入差值小信号,而不在于输入/输出直流工作点。

只要运放、反馈合适,使整体工作在运放线性区,就能实现

放大、稳定。

运  放:   放大 -> 小信号 -> 输入差值

|

负反馈:  稳定 -> 小信号 -> 输入差值

|

抗拒变化

这种变化可能是:

1)同种器件间的差异(P)

2)工作期间的变化(电压 温度 噪声 负载)

V    T1   N    L

3)器件随寿命的参数变化(T2)

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