中国校外教育下旬刊教学方法
集成运算放大器中反馈类型的分析方法
韩 华◆
在电子电路中, 反馈现象是普遍存在的, 它们有的以显露的方式出现, 也有的以隐含的方式出现, 直接影响着电子电路的工作状
态和性能。所以, 对反馈类型的分析很重要。
集成运算放大器
反馈类型 分析方法
所谓反馈, 就是把放大器的输出量(电压或电流) 的全部或一部分经过一定的方式送回到输入回路或输入端, 并与输入信号(电压或电流) 相合成的过程。反馈有正、负反馈之分, 在放大电路中则主要引人负反馈来改善放大电路的性能, 实际的负反馈放大器可以有四种基本类型:电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈。随着微电子技术的发展和运算放大器价格的降低, 集成运算放大器已作为一种通用的高性能放大器件来使用, 在各种放大器、比较器、振荡器、信号运算电路中得到了广泛应用, 那么如何来分析集成运算放大器中反馈的类型呢?
1. 分析有无反馈。放大电路中输出端与输入端如果有电路连接则就有反馈, 否则就没有反馈。
2. 分析是正反馈还是负反馈。可采用瞬时极性法来判别, 首先, 在放大器输入端设出输入信号的极性“+”或“? ”, “+”指电位在升高, “? ”指电位在降低。其次, 根据输出端信号的极性与同相输入端相同, 与反相输入端相反, 确定输出端的极性, 然后, 根据反馈回输入端(或输入电路) 的反馈信号瞬时极性看其效果, 使原输入信号消弱的是负反馈, 否则是正反馈, 电容、电阻等反馈元件不会改变瞬时极性的关系, 即如果输入信号加在同相(或反相) 输入端, 反馈信号也反馈到同相(或反相) 输入端时, 反馈信号极性与输入信号极性相同为正反馈, 相反为负反馈。如果输入信号加在同相(或反相) 输入端, 反馈信号反馈到反相(或同相) 输入端, 反馈信号极性与输入信号极性相同为负反馈, 相反为正反馈。
3. 分析是电压反馈还是电流反馈。如反馈信号取自输出电压, 且X f 正比u о, 是电压反馈, 如反馈信号取自于输出电流, 且X f 正比i о, 是电流反馈。即如果反馈信号直接取自输出端为电压反馈, 否则为电流反馈。
4. 分析是串联反馈还是并联反馈。若输入信号u i 与反馈信号u f 在输入端相串联, 且以电压形式出现的为串联反馈, 若输入信号i i 与反馈信号i f 在输入回路相并联且以电流形式出现则为并联反馈。即如果输入信号加在同相(或反相) 输入端, 反馈信号也反馈回到同相(或反相) 输入端的为并联反馈, 如果反馈信号反馈回到反相(或同相) 输入端的为串联反馈。
下面通过具体例题来分析。
(1
)
输出端与输入端通过反馈电阻R f 连接, 有反馈。输入信号加在反相输入端, 设输入信号u i 的瞬时极性为“+”, 则输出信号u о的瞬时极性为“? ”, 反馈信号通过反馈电阻R f 反馈回到反相输入端, 极性为“? ”, 与输入信号的瞬时极性相反, 为负反馈。反馈信号直接取自输出端为电压反馈。输入信号加在反相输入端, 反馈信号也反馈回到反相输入端并联为反馈, 因此, 可判断此运放中引入的反馈类型是电压并联负反馈。
(2
)
输出端与输入端通过反馈电阻R f 连接有反馈。输入信号加在同相输
入端, 设u i 的瞬时极性为“+”, 则输出信号u о的瞬时极性为“+”, 经反馈
电阻R f 反馈到反相输入端, 反馈信号的瞬时极性为“+”与输入信号u 的瞬i
时极性相同为负反馈。反馈信号直接取自输出端为电压反馈, 输入信号加在同相输入端, 反馈信号反馈回到反相输入端为串联反馈, 因此可判别此运放引入的反馈类型是电压串联负反馈。
(3)
输出端与输入端有电路连接, 有反馈。输入信号加在反相输入端, 设输入信号瞬时极性为“+”, 则输出信号u о的瞬时极性为“? ”, 经反馈电阻R f 反馈到反相输入端, 反馈信号的瞬时极性为“? ”与输入信号u i 的瞬时极性为相反为负反馈。反馈信号不是直接取自输出端, 为电流反馈。输入信号加在反相输入端, 反馈信号反馈回到反相输入端为并联反馈, 因此可判别此运放引入的反馈类型是电流并联负反馈。 (4
)
输出端与输入端有电路连接有反馈。输入信号加在同相输入端, 设输入信号u i 的瞬时极性为“+”, 则输出信号u о的瞬时极性为“+”, 反馈到反相输入端的反馈信号为瞬时“+”极性, 与输入信号u i 的瞬时极性相同为负反馈。反馈信号不是直接取自输出端为电流反馈。输入信号加在同相输入端, 反馈信号反馈回到反相输入端为串联反馈, 因此可判别此运效引入的反馈类型是电流串联负反馈。
(作者单位:青海重工业职业技术学校)
04/2008
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