运算放大器闭环增益及计算
运算放大器闭环增益及计算

1 运放闭环增益

一般放大器的分析都是基于交流反馈进行，这是方便分析电路的稳定和噪声的影响。通常将具体的交流负反馈放大电路用方块图表示。这是因为无论哪种交流负反馈放大电路，它们都是由放大通路和反馈通路两部分组成，如图 2 . 6 所示：



( 3 ）当 1 + A(s)F(s) < 1 时，则 Af(s)>A(s)。说明在这种情况下，形式上的负反馈已经转化为实质上的正反馈，正反馈使增益变大。

( 4 ）当 1 + A(s)F(s)=O 时，则 Af(s)为无穷大 。这说明在没有外加输入信号时，也会有输出信号。这种现象称为反馈放大电路的自激振荡现象。对于放大电路而言，自激振荡破坏了正常的放大工作状态，因此，反馈放大电路必须避免出现自激振荡。

通常， 1+A(s)F(s)称为负反馈放大电路的反馈深度。



运放闭环增益的计算

一般情况下，放大器处于深度负反馈。此时，放大电路的闭环增益为 l/F(s)。但在实际中，很少去算l/F(s)的，而是根据深度负反馈的“虚短”、“虚断”的概念进行计算。

放大器稳定性的分析，都是基于式 2 . 1 的。一般是应用放大器的频率响应，借助波特图进行分析的。

放大器对不同频率的正弦信号的稳态响应称为频率响应。放大器的频率响应可直接由放大器的放大倍数对频率的关系来描述，即







。w）|曲线的拐点再往高频移动一些时，fc 之前或fc对应的相角就有可能达到-180 。，从而使电路处于不稳定状态。




下图是一个应用的例子：



如果不在电路中进行补偿的话，频率 fx处的相移会接近-180 。，因而会引起不稳定和振荡。因此我们在电路中增加了电容 C2 ，使信号增益增加了一个零点，并使零点对应的特征频率为 fx :

fx = l/(2兀R2C2) (2.6)

这样，将会在fx处产生45度的相角裕度，从而使系统稳定。