lmbta14lt1g SPlCE分析设计的电路

发布时间:2019/11/9 17:43:24 访问次数:854

lmbta14lt1g在负反馈放大电路中,什么叫虚短和虚断?其物理实质是什么？

深度负反馈条件下,如何估算放大电路的增益及电压增益?

在放大电路中引入适当的负反馈,可以影响电路的许多性能,而且反馈的组态不同,所产生的影响也各不相同。因此,在设计负反馈放大电路时,应根据实际需要和设计目标引入合适的负反馈。

设计负反馈放大电路的一般步骤，选定需要的反馈类型,选择反馈类型可参照下面的一些原则。

根据信号源的性质选择串联负反馈或并联负反馈。当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时,为了减小放大电路输入端对信号源的负载效应,即减小信号源的输出电流和其内阻上的电压降,使放大电路获得尽可能大的输入电压,必须增大放大电路的输人电阻,应引人串联负反馈。当信号源为恒流源或内阻较大的电压源时,为了使放大电路获得尽可能大的输入电流,必须减小放大电路的输入电阻,应选择并联负反馈。

根据对放大电路输出信号的要求,选择电压负反馈或电流负反馈。当要求放大电路输出稳定的电压信号时,应选择电压负反馈。而要求输出稳定的电流信号时,则应选择电流负反馈。

根据表7.4.1中列出的四种反馈放大电路的功能,选择合适的反馈组态。例如,若要求电路接近理想的电压放大电路,则应该选择电压串联负反馈放大电路;若要求将电压信号转换为电流信号,则应该选择电流串联负反馈放大电路等等。

上述原则是针对交流负反馈而言的,若要稳定放大电路的静态工作点,则应在电路中引入直流负反馈。确定反馈系数的大小，通常情况下,假设引入的是深度负反馈,由设计指标及Af≈1/f的关系确定反馈系数F的大小。

适当选择反馈网络中的电阻阻值,多数情况下,反馈网络由电阻或电阻和电容组成。一个给定的反馈系数值,往往可由不同的电阻值组合获得。例如,当电压反馈系数Fu=r1/r1+r2=0.1时,我们可以取R1=1Ω、R2=9Ω,也可以取R1=0.3kΩ、R2=2.7 kΩ等等。为满足设计要求,必须适当选择反馈网络中的电阻值,以减小反馈网络对放大电路输入端和输出端的负载效应。显然,反馈类型不同,对反馈网络中电阻值的要求也就不同。在串联负反馈中,反馈网络输出端的等效阻抗值小时,它对放大电路输入端的负载效应才能被忽略。相反,在并联负反馈中,则要求反馈网络输出端的等效阻抗值要大。为减小反馈网络输人端对放大电路输出端的负载效应,在电压负反馈中,反馈网络输入端的等效阻抗要大;而电流负反馈中,反馈网络的输人阻抗要小。

用SPlCE分析设计的电路,检验是否符合设计目标,下面我们结合例题说明以上设计过程。

设计举例,例7.6.1 用集成运放设计一个负反馈放大电路,它的输人信号来自一个

内阻Rs=2kΩ的电压源久,负载电阻RL=50Ω。要求该电路向负载提供的输出电压uo=10us,且当负载变化时,输出电压趋于稳定。设计中所用运算放大器的参数为Aro=104,Ri=5kΩ,Ro=100Ω。设计合适的反馈网络,并用SPICE检验设计结果。

解:选择反馈类型。因为所用信号源是内阻Rs=2kΩ的电压源,为减小放大电路对信号源的负载效应,待设计的反馈放大电路必须有很高的输入电阻,因此,电路中必须引入串联负反馈。设计要求,当负载变化时,输出电压趋于稳定。因此,电路中必须引入电压负反馈。综上所述,我们需要设计一个近乎理想的电压放大电路,其电路结构如图7.6.1a所示,图7.6,1b是它的小信号等效电路。

确定反馈系数Fu。由设计要求知Aufs=10,又因在深度负反馈条件下

Aufs≈1/f,所以fu=0.1。由此可得环路增益aufu≈104×0.1=1000,Rif=(1+Aufu)Ri=5000kΩ,Rof=Ro/(1+AuFu)=0.1Ω。这样的输入电阻和输出电阻几乎是理想的,因此可以确保负载变化时,输出电压基本不变。

确定反馈网络中R1、R2的阻值。因为Fu=r1/r1+r2=0.1,所以(a)电压串联负反馈放大电路 (b)图7.6.1a的小信号等效电路r2/r1=9。由图7,6,1b可见,在放大电路的输出端,反馈网络也是放大电路的负载,为了减小反馈网络对输出电压的影响,即减小反馈网络对放大电路输出端的负载效应,要求R2+R1远大于Ro。同时,由于反馈网络的输出端口与放大电路输人端口串联连接,为了减小反馈网络对放大电路输人电压vid的影响,即减小反馈网络对放大电路输入端的负载效应,要求R1‖R2远小于ri。综合上述原因,我们选择R1=500Ω,R2=9R1=4.5kΩ。实际电路中,R2可用一个小的可变电阻串联一个固定电阻替代,以减小电阻公差对闭环增益精度的影响。