電流反饋運算放大器介紹及RF的作用

2021-01-15 電子產品世界

電流反饋的結構與電壓反饋大不相同。電流反饋非常適合用於高速信號,因為它沒有基礎增益帶寬積的限制,同時也由於其固有的線性度。電流反饋運算放大器的帶寬略微受到增益的約束,但不像電壓反饋器件那麼嚴重。再者,壓擺率並非受到內部偏置電流的限制,而是受到電晶體自身速度的限制。這樣在給定偏置電流的條件下可以使用更快的壓擺率,而不必採用正反饋或其它壓擺率提升技術。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/186045.htm

  電流反饋運算放大器有一個輸入緩衝器,而不是一個差分線對。輸入緩衝器一般是一個射極跟隨器或其它類似的東西。非反相輸入的阻抗很高,而緩衝器的輸出(作為放大器的反相輸入)則是低阻抗。相比之下,電壓反饋放大器的兩個輸入端都為高阻抗。

  電流反饋運算放大器的輸出是電壓,並且它與流出或流入運算放大器反相輸入端的電流有關,兩者的關係滿足一個複雜的函數,名為互阻抗 Z(s)。直流下的互阻抗值很大,並且與電壓反饋運算放大器相似,會隨頻率的增加而單極滾降。

  


  圖 1 - Z(s) 與反饋電 阻 RF.

  電流反饋運算放大器有可調帶寬和可調整的穩定度。反饋電阻設定了閉環動態範圍,並且會同時影響帶寬和穩定度。電流反饋的一個最大優點就是有很好的大信號帶寬。基於反饋電阻的應用,有很高的壓擺率和可調帶寬,使器件的大信號帶寬非常接近於小信號帶寬。並且,由於固有的線性度,高頻大信號時也可以獲得低的失真。

  為什麼 RF 值如此重要?

  反饋電阻的閉環特性使我們能夠避免固定增益帶寬的限制。這可以通過降低反饋電阻的值來實現,這樣可以在提高增益的同時保持迴路高增益。

  

  圖 2 - RF 對頻率響應的作用

  圖 2 是一個寬帶視頻放大器的實例。可以看到改變反饋電阻時帶寬的變化情況。在曲線最右端 RF 等於 200 Ω,可以看到頻率響應有相當大的尖峰。尖峰幅度幾乎有 1/2 dB。該曲線亦有最大的帶寬。當反饋電阻減小時,尖峰也進一步增加。電阻減小至 200 Ω 以下則很可能在脈衝響應上出現糟糕的振鈴,如果電阻過低則會出現振蕩。可以看到,RF=300 時的曲線和增益都相當平坦。並且與多尖峰的頻響曲線相比,仍然能夠保持不錯的帶寬。因此,我們無需放棄太多的帶寬也能得到很好的穩定性。此外,當反饋電阻進一步增加時(例如 500 Ω),就可以縮窄頻響範圍。如果某個應用只需要 50 -60MHz 帶寬,超出這個範圍就會增加噪聲,則可以用修改反饋電阻的辦法調整頻響範圍。

  

  圖 3 – LMH6175 視頻放大器,RF 對增益的作用


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