自舉電路增大輸入阻抗的方法

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自舉電路增大輸入阻抗的方法

秩名 發表於 2012-04-10 13:41:05

　　在電路設計過程中，常常可以利用自舉電容構成的自舉電路來改善電路的一些性能指標，比如增大電路的輸入阻抗、提高電路的增益以及擴大電路的動態範圍等等，在這裡，我舉一個自舉電路的例子來詳細說明它是如何增大電路的輸入阻抗的。

　　一個很普通的原理圖如下，

　　

　　在上圖中，為了使得運放在靜態時能夠正常工作，必須得在同相輸入端與地之間加上一定阻值的電阻。經過簡單分析可知這裡引入的是一個電壓串聯負反饋，熟悉運放工作原理的人一眼就可以看出這個電路的輸入電阻為：

　　

　　很顯然，這樣的輸入電阻相對而言實在過小，圖中放大電路因此從信號源索取的電流就會相應很大，信號源內阻的壓降隨之增大，信號電壓損失自然也就越大。所以，我們得想辦法把它的輸入電阻給提高一下，這時，我們可以設置一個自舉電路的形式來有效的解決這個問題，解決辦法如下圖所示：

　　

　　僅僅多加入了一個電容器，這個電路的輸入電阻就「今非昔比」了。利用瞬時極性法可以判斷出，電路中除了通過R4接反向輸入端引入一個負反饋外，還通過R1接同相輸入端而引入了一個正反饋，此時，R2和R3兩個電阻並聯在一起了。需要說明的是，這裡電容（C1、C2）的選取值是比較大的，它們相對於交流信號來說相當於短路。正反饋的結果使得輸入端的動態電位隨之升高，也就是這種通過反饋使得輸入端的動態電位升高的電路，稱之為「自舉電路」。

　　由於電容器C2很好的「通交隔直」特性，使得R1兩端的壓降即為（uP-uN），此時通過電阻R1的電流為：

　　

　　我們再來看看這個電路的輸入電阻情況，可得出如下方程式：

　　

　　顯而易見，對於該運放來說，由於電路中引入了深度負反饋，因此uP、uN幾乎是相等的，那麼Ri就會趨於極大值了，輸入電阻也就得到了大幅度地提高，該電路的性能指標也因此得到了良好的改善。

　　本文結論：由此分析可知，在阻容耦合放大電路中，常常可以在引入負反饋的同時，引入合適的正反饋，以此提高電路的輸入阻抗，來有效改善電路的性能指標。

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