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新概念模拟电路2-负反馈和运算放大器基础

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新概念模拟电路2-负反馈和运算放大器基础
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新概念模拟电路一负反馈和运算放大器基础极性传递的典型情况图Section59-3给出了一些常见的极性传递情况,用于上述第4步中变化量行进之中。常见的电阻、电容、二极管等无源元件,一般只能实现同相传递,但在敏感频率处,需要另议。运放和晶体管可以同相传递,也可以反相传递,在晶体管中,牢记:共射极电路的输入是基极,输出是集电极,两者反相,共集电极电流的输入是基极,输出是发射极,两者是同相的,共基极电路的输入是发射极,输出是集电极,两者是同相的。图Section59-3一些常见的极性传递情况以下电路中都包含反馈。我们不要求大家对电路的功能全面了解,只希望能够在复杂电路中找到反馈环路,判断出反馈极性。举例1:光电放大器图Sectior59-4是一个光电感应放大器,图中的二极管是光电二极管,当光线照射强度发生变化时,流过它的电流和它的两端电压降都会发生变化。这就导致场效应管门极电压发生变化(此谓待测信号)。场效应管组成了一个高输入电阻的共漏极放大电路:门极入、源极出,电压增益接近于1。源极输出电压输入到运放LT6200的反相输入端(即u端),引起运放输出电压变化。这就是无反馈的信号流向图。图中的R、C组成反馈支路,将输出信号回送到了晶体管的门极,然后兜圈子,就形成了如图所示的反馈环路。判断反馈极性方法为:在T6200输出端设定一个变化量⊙,摘自Linear Technology电路图集高DC准谁度的复合放大器图Section59-4图Section59-5信号行进到场效应管门极时,仍为⊙(该点电位类似于两个电阻分压,源头增大,则分压点也增大。由于共漏极放大器是同相放大,因此门极增大,则源极也增大,为⊙,运放负输入端为⊙,输出则为⊙。这样信号又回到了输出端,两个变化方向刚好相反,这属于负反馈。图中使用一个方框将初始的设定变化方向和兜一圈后的变化方向框在一起,方便最后新概念模拟电路一负反馈和运算放大器基础的判断。本Section内都是如此。举例2:并联型复合放大器图Sectior59-5是一个复合放大器(由多个放大器取长补短实现的放大器),主放大器为T1226,而TC6078为补偿输出失调电压的。整个放大器具有一个输入Vw,一个输出V。电路中具有三个反馈环路,两个小环路,用绿色环路表示,一个大环路,用红色表示。小环路的分析相对简单,它们都是负反馈,分析过程已经标注在图中。对于大环路,它的输出即运放T1226的输出端,假设为⊙,那么10Q头顶一定也是⊙,它连接到运放TC6078的正输入端,导致TC6078的输出端为⊙,通过电阻网络,到达运放T1226的负输入端为⊙,根据图Sectior59-3列出的传递规则,LT1226的输出端一定为⊙。这样,环路中初始位置定义为⊙,转了一圈后回来,变成了⊙,则属于负反馈。举例3:串联型复合放大器图Section59-6也是一个复合放大器Composite Amplifier),主放大器为AD86O3,它有非常好的输入特性参数,但是它的带宽不够。AD8451是一个高频放大器,它自己组成的小环路属于负反馈,使其实现了100倍放大,这对AD8603的单位增益带宽有了很大的拓展。而AD86O3的反馈环路是一个大环,也是负反馈。R1R2M1kQ摘自ADI AD8603数据手册AD8603AD854VEEO99kFigure 45.High Gain Composite Amplifier图Section59-6新概念模拟电路一负反馈和运算放大器基础举例4:压流转换电路图Sectior59-7是一个压流转换电路,输入为电压VN,输出为lour,为吐出电流(英文标注为source,其含义是提供给负载的电流方向是从电流输出端向外流,注意反馈环1A Voltage-Controlled Current Source1A Voltage-Controlled Current Sink摘自Linear Technology LT1492数据手册Si9430DY41492P-CHANNELCUT图Section59-7图Section59-8路并不包括输出电流,输出端是一个P沟道的MOSF工,漏极为输出电流,与源极电流相等,而源极电流在反馈环内,反馈环控制的是源极电流,进而11映射到漏极电流。当源极电流变化减小,引起源极电位上升,此点可以设为初始变化量,假设为⊙,通过1kΩ电阻回送到T1492的负输入端,为⊙,导致T1492输出电压为⊙,通过100n电阻到达门极,为⊙,注意此处的MOSF工为一个源极跟随器,输入为门极,输出为源极,属于同相放大器,则MOSFET的源极为⊙。结果表明,此电路为负反馈。举例5:压流转换电路一池图Section59-8也是一个压流转换电路,输入为电压Vw,输出为lour,为吸纳电流(英文为sik,下水槽的意思,含义是提供给负载的电流方向为从电流输出端向里流)。与前一个电路相似,其输出电流6也不再反馈环内,6的映射源s在反馈环内。当ls增大,导致1Ω电阻头顶电位(即晶体管源极电位)上升,使得T1492的负输入端电位上升,则LT1492输出端电位下降,由于晶体管处于源极跟随器状态,则源极电位也下降,构成负反馈。举例6:正弦发生电路图Section!59-9是一个正弦波发生电路,用于产生一个1kHz的正弦波,图中所说的Ultrapure(超级纯净)是指输出正弦波的全谐波失真度很小,即输出只包含纯净的1kHz正弦波,而不存在或存在很少的其它谐波分量。包含两个反馈环:绿色的反馈环是一个负反馈,实现了一个同相放大功能,其电压放大倍数为1+430Q/灯丝电阻。而红色反馈环属于正反馈。电路中AMP是一个灯丝,具有电阻值,且有正温度系数:温度越高,电阻越大。这个灯丝的作用是稳定输出正弦波幅度:当幅度越大,则灯丝温度越高,其等效电阻越大,导致电压放大倍数减小,输出幅度下降。这个过程也属于负反馈。新概念模拟电路—负反馈和运算放大器基础此电路中具有关键的正反馈环节,以及必要的选频网络,可以实现自激振荡,进而发生出纯净的正弦波。正反馈,多用于电路自激振荡产生正弦波。摘自Linear Technology LT1007/1037数据手册Ultrapure 1kHz Sine Wave GeneratorMLT1037OUTPUT327 LAMPTOTAL HARMONIC DISTORTION =5 0.0025%图Section59-9
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