運算放大器負反饋的運用-tft每日頭條

負反饋系統

運算放大器是具有高電壓增益的放大器，但幾乎不是運算放大器單體進行放大。

原因是開環增益存在偏差，或帶寬較窄，難以控制放大率。

因此，一般構成負反饋電路後使用。

下圖表示負反饋系統的模型。

運算放大器負反饋的運用（運算放大器的負反饋系統及其效果）1

構成負反饋電路可舉出以下幾個優點。

構成負反饋電路的優點

1. 放大電路的增益固定的領域（帶寬）可得到擴展2. 由于構成了負反饋電路，使運算放大器的開環增益的偏差影響變小

3. 可抑制失真

1.放大電路的增益固定的領域（帶寬）可得到擴展

首先求出該模型的輸入與輸出的關系，即傳遞函數。

運算放大器負反饋的運用（運算放大器的負反饋系統及其效果）2

AO ：運算放大器開環增益β ：反饋率、1 βA(s) ：反饋量環路增益：βA(s)

另外如下式所示，運算放大器具有1階滞後傳遞函數。

運算放大器負反饋的運用（運算放大器的負反饋系統及其效果）3

上圖的頻率特性用上式關系進行了解釋。

可以發現，由于采用了負反饋，增益變小，變為反饋量的 1/(1 βAO)，帶寬從ωO擴大到了 ωO(1 βAO)。

2.由于構成了負反饋電路，使運算放大器的開環增益的偏差影響變小

在輸入與輸出的傳遞函數公式中，假設運算放大器的開環增益足夠大，即AO>>1，則低頻的負反饋電路的增益可近似于1/β。

即運算放大器的開環增益較大時，反饋電路的增益與運算放大器的增益無關，僅由反饋率決定。

同樣，反相放大器等的放大電路的低頻放大率僅由外置電阻決定。

另外，運算放大器的開環增益足夠大即AO>>1 時，即便因溫度特性或制造偏差而使運算放大器的開環增益多少發生變動，所受的影響也比較小。

運算放大器負反饋的運用（運算放大器的負反饋系統及其效果）4

3.可抑制失真

下圖表示含有誤差要素的反饋電路。

此處将運算放大器中發生的誤差要素表示為VD。

含有失真、誤差電壓、噪音等要素。

運算放大器負反饋的運用（運算放大器的負反饋系統及其效果）5

下式表示含有失真的傳遞函數。

如公式所示，增益A(s)越大 VD項越小，這樣可抑制誤差。

運算放大器負反饋的運用（運算放大器的負反饋系統及其效果）6

相反，構成負反饋電路可舉出以下幾個缺點。

構成負反饋電路的缺點

與開環增益相比，電路的放大率降低。

反饋使電路變得易振蕩。

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