而在運算放大器負反饋電路中,反饋引回到輸入另一端則為串聯反饋如圖1,圖中uD與uF串聯連接;如果引回到輸入另一端則為並聯反饋如圖2,圖中iD與iF並聯連接。
圖1 圖2
電壓電流的判斷
電壓電流反饋是指反饋信號取自輸出信號(電壓或電流)的形式。電壓反饋以圖1為(wei) 例,反饋電壓uF是經R1、R2組成的分壓器由輸出電壓uO取樣得來。反饋電壓是輸出電壓的一部分,故是電壓反饋。在判斷電壓反饋時,可以采用一種簡便的方法,即根據電壓反饋的定義(yi) ——反饋信號與(yu) 輸出電壓成比例,設想將放大電路的負載RL兩(liang) 端短路,短路後如使uF=0(或IF=0),就是電壓反饋。
電流反饋以圖2為(wei) 例, 圖中反饋電流iF為(wei) 電阻R1和R2對輸出電流iO的分流,所以是電流反饋。另一種簡便方法就是將負載RL開路(RL=∞),致使iO=0,從(cong) 而使iF=0,即由輸出引起的反饋信號消失了,從(cong) 而確定為(wei) 電流反饋。
運算放大器負反饋電路組態分析
以下守於(yu) 運算放大器負反饋電路的四種方式:
1,並聯電壓負反饋
圖1(a)是反相比例運算電路。從(cong) 反饋類型來看,反饋電路自輸出端引出而接到反相輸入端。設輸入電壓μi為(wei) 正,則輸出電壓μo為(wei) 負。此時反相輸入端的電位高於(yu) 輸出端的電位.輸入電流和反饋電流的實際方向即如圖3(a)中所示.差值電流 即削弱了淨輸入電流(差值電流),故為(wei) 負反饋。
反饋電流取自輸出電壓(即負載電壓) ,並與(yu) 之成正比,故為(wei) 電壓反饋。反饋信號與(yu) 輸入信號在輸人端以電流的形式作比較,兩(liang) 者並聯,故為(wei) 並聯反饋。因此,反相比例運算電路是引入並聯電壓負反饋的電路。由前麵討論可知,電壓負反饋的作用是穩定輸出電壓,並聯反饋電路則降低輸入電阻。反饋係數F由定義(yi) 式得出:其中XF為(wei) 反饋電流,所以反饋係數 。可見,反饋係數具有電導(電阻的倒數)的量綱,稱為(wei) 互導反饋係數。
圖3
2,串聯電壓負反饋
由3(b)是同相比例運算電路。從(cong) 反饋類型來看,反饋電路自輸出端引出接到反相輸人端,麵後經電阻RL接“地”。設為(wei) 正,則也為(wei) 正.此時反相輸入端的電位低於(yu) 輸出端的電位,但高於(yu) “地”電位, 和的實際方向與(yu) 電路中的參考方向相反。經RF和R1分壓後.反饋電壓= —R1它是的一部分。由輸人端電路可得出,差值電壓,即削弱了淨輸入電壓(差值電壓),故為(wei) 負反饋。反饋電壓取自輸出電壓,並與(yu) 之成正比,故為(wei) 電壓反饋。反饋信號與(yu) 輸入信號在輸入端以電壓的形式作比較.兩(liang) 者串聯,故為(wei) 串聯反饋。因此,同相比例運算電路是引入串聯電壓負反饋的電路。
反饋係數F由定義(yi) 式 得 電壓負反饋的作用是穩定輸出電壓,串聯反饋電路則有很高的輸入電阻。
3,串聯電流負反饋
首先分析圖3(C)示的電路的功能。從(cong) 電路結構看它是同比例運算電路,故輸出電流由上列兩(liang) 式得出
可見輸出電流與(yu) 負載RL無關(guan) ,因此圖3(C)是一同相輸入恒�%@5�源電路,或稱為(wei) 電壓—電流變換電路。改變電阻R的阻值,就可以改變 的大小 。
其次分析反饋類型。參照上述的同相比例運算電路可知,圖3(c)的電路也引入了負反饋。反饋電壓取自輸出電流(即負載電流)並與(yu) 之成正比,故為(wei) 電流反饋。反饋信號與(yu) 輸入信號在輸入端以電壓形式作比較(),兩(liang) 者串聯,故為(wei) 串聯反饋。因此,同相輸入恒流源電路是引入串聯電流負反饋的電路。
可見,反饋係數F具有電阻的量綱,稱為(wei) 互阻反饋係數。
4,並聯電流負反饋
首先分析圖3(d)所示電路的功能。由圖可得出,
設 ,則得 輸出電流
可見輸出電流與(yu) 負載RL無關(guan) ,因圖3(d)是反相輸入恒流源電路。改變電阻RF或R的阻值,就可以改變 的大小。
其次分析反饋類型。設 為(wei) 正,即反相輸入端的電位為(wei) 正,輸出端的電位為(wei) 負。此時,和的實際方向即如圖中所示,差值電流 ,即削弱了淨輸入電流,故為(wei) 負反饋。反饋電流取自輸出電流,並與(yu) 之成正比,故為(wei) 電流反饋。反饋信號與(yu) 輸入信號在輸入端以電流的形式作比較(),兩(liang) 者並聯,故為(wei) 並聯反饋,因此,反相輸入恒流源電路是引入並聯電流負反饋的電路。
反饋係數
總之,從(cong) 上述四個(ge) 運算放大器電路可以看出:
(1)反饋電路直接從(cong) 輸出端引出的,是電壓反饋;從(cong) 負載電阻 的靠近地端引出的.是電流反饋;
(2)輸入信號和反饋信號分別加在兩(liang) 個(ge) 輸入端(同相和反相)上的是串聯反饋;加在同一個(ge) 輸入端(同相或反相)上的是並聯反饋;
(3)反饋信號使淨輸入信號減小的,是負反饋。
至於(yu) 負反饋對放大電路工作性能的影響,如降低放大倍數、提高放大倍數的穩定性、改善波形失真、展寬通頻帶以及對放大電路輸入電阻和輸出電阻的影響,和在分立元件放大電路中所述相同。
5,示例:
例1: 試判別圖4(a)和(b)兩(liang) 個(ge) 兩(liang) 級放大電路中從(cong) 運算放大器A2輸出端引至A1輸入端的各是何種類型的反饋電路。
解:(1)在圖4(a)中,從(cong) 運算放大器A2輸出端引至A1同相輸入端的是串聯電壓負反饋:
a. 反饋電路從(cong) A2的輸出端引出,故為(wei) 電壓反饋;
b. 反饋電壓和輸入電壓分別加在A1的同相和反相兩(liang) 個(ge) 輸入端,故為(wei) 串聯反饋;
c. 設為(wei) 正,則為(wei) 負,為(wei) 正。反饋電壓�%@D�淨輸入電壓 減小,故為(wei) 負反饋。
(2)在圖4(b)中,從(cong) 負載電阻RL的靠近“地”端引入至A1同相輸入端的是並聯電流負反饋電路:
①反饋電路從(cong) RL的靠近“地”端引出,故為(wei) 電流反饋;
②反饋電流和輸入電流加在A1的同一個(ge) 輸入端,故為(wei) 並聯反饋;
③設為(wei) 正,則 為(wei) 負,為(wei) 正。A1同相輸入端的電位高於(yu) a點,反饋電流的實際方向即圖中所示,它使淨輸入電流減小,故為(wei) 負反饋。
圖4