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【图】运算放大器负反馈电路的四种方式

电工天下【电工电路】 编辑:dgjs123 发布时间:2015-11-20

运算放大器负反馈电路的四种方式:
 
一、并联电压负反馈

图1(a)是反相比例运算电路。

从反馈类型来看,反馈电路自输出端引出而接到反相输入端。
设输入电压μi为正,则输出电压μo为负。
此时反相输入端的电位高于输出端的电位.输入电流和反馈电流的实际方向即如图1(a)中所示.差值电流 即削弱了净输入电流(差值电流),故为负反馈。

反馈电流取自输出电压(即负载电压),并与之成正比,故为电压反馈。
反馈信号与输入信号在输人端以电流的形式作比较,两者并联,故为并联反馈。因此,反相比例运算电路是引入并联电压负反馈的电路。

电压负反馈的作用是稳定输出电压,并联反馈电路则降低输入电阻。
反馈系数F由定义式得出:其中XF为反馈电流,所以反馈系数 。可见,反馈系数具有电导(电阻的倒数)的量纲,称为互导反馈系数。

并联电压负反馈

二、串联电压负反馈

由1(b)是同相比例运算电路。从反馈类型来看,反馈电路自输出端引出接到反相输人端,面后经电阻RL接“地”。设为正,则也为正.此时反相输入端的电位低于输出端的电位,但高于“地”电位, 和的实际方向与电路中的参考方向相反。经RF和R1分压后.反馈电压= —R1它是的一部分。
 
由输人端电路可得出,差值电压 ,即削弱了净输入电压(差值电压),故为负反馈。反馈电压取自输出电压 ,并与之成正比,故为电压反馈。反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式作比较.两者串联,故为串联反馈。因此,同相比例运算电路是引入串联电压负反馈的电路。

反馈系数F由定义式 得 电压负反馈的作用是稳定输出电压,串联反馈电路则有很高的输入电阻。
 
三、串联电流负反馈

首先分析图1(C)示的电路的功能。从电路结构看它是同比例运算电路,故输出电流由上列两式得出 

可见输出电流与负载RL无关,因此图1(C)是一同相输入恒流源电路,或称为电压—电流变换电路。改变电阻R的阻值,就可以改变的大小 。

其次分析反馈类型。参照上述的同相比例运算电路可知,图1(c)的电路也引入了负反馈。反馈电压 取自输出电流(即负载电流)并与之成正比,故为电流反馈。反馈信号与输入信号在输入端以电压形式作比较( ),两者串联,故为串联反馈。因此,同相输入恒流源电路是引入串联电流负反馈的电路。

可见,反馈系数F具有电阻的量纲,称为互阻反馈系数。

四、并联电流负反馈

首先分析图1(d)所示电路的功能。由图可得出,设,则得输出电流。

可见输出电流与负载RL无关,因图1(d)是反相输入恒流源电路。改变电阻RF或R的阻值,就可以改变的大小。

其次分析反馈类型。设 为正,即反相输入端的电位为正,输出端的电位为负。此时,和的实际方向即如图中所示,差值电流 ,即削弱了净输入电流,故为负反馈。反馈电流取自输出电流,并与之成正比,故为电流反馈。反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式作比较(),两者并联,故为并联反馈,因此,反相输入恒流源电路是引入并联电流负反馈的电路。

反馈系数

总之,从上述四个运算放大器电路可以看出: 
 (1)反馈电路直接从输出端引出的,是电压反馈;从负载电阻 的靠近地端引出的.是电流反馈;
 (2)输入信号和反馈信号分别加在两个输入端(同相和反相)上的是串联反馈;加在同一个输入端(同相或反相)上的是并联反馈;
 (3)反馈信号使净输入信号减小的,是负反馈。
 至于负反馈对放大电路工作性能的影响,如降低放大倍数、提高放大倍数的稳定性、改善波形失真、展宽通频带以及对放大电路输入电阻和输出电阻的影响,和在分立元件放大电路中所述相同。
 
5,示例:

例1: 试判别图2(a)和(b)两个两级放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的各是何种类型的反馈电路。

解:(1)在图2(a)中,从运算放大器A2输出端引至A1同相输入端的是串联电压负反馈:

a. 反馈电路从A2的输出端引出,故为电压反馈;
b. 反馈电压和输入电压分别加在A1的同相和反相两个输入端,故为串联反馈;
c. 设为正,则为负,为正。反馈电压使净输入电压 减小,故为负反馈。

(2)在图(b)中,从负载电阻RL的靠近“地”端引入至A1同相输入端的是并联电流负反馈电路:
①反馈电路从RL的靠近“地”端引出,故为电流反馈;
②反馈电流和输入电流加在A1的同一个输入端,故为并联反馈;
③设为正,则 为负,为正。A1同相输入端的电位高于a点,反馈电流的实际方向即图中所示,它使净输入电流减小,故为负反馈。
并联电流负反馈

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