是負反饋讓運放滿足虛短虛斷 還是在運放滿足虛短虛斷的前提下引入負反饋?

時間 2021-05-31 09:42:29

1樓:朱帥

看到這個問題本能的就想回答,因為這也是我作為初學者時搞不明白的問題

下面開始解題

①首先提出乙個問題:如下電路輸入乙個階躍訊號,運放輸出會像右圖那樣階躍輸出乙個訊號?(Vin*A >> Vcc,假設運放輸出飽和電壓就是Vcc)

答案肯定不是的,運放輸出端對地會有寄生電容吧,運放內部三極體也會有擴散電容和寄生電容吧不管怎麼著運放輸出放大電壓也需要時間吧,所以運放對於這樣輸入階躍訊號輸出會是什麼樣的呢???看下圖

運放電壓輸出是要有個過程的,如上圖電壓逐步往上公升,直到到達電壓Vcc(經過多長時間到達Vcc,先不管,反正很短就是了)

這是乙個同相比例放大電路,輸入訊號還是乙個階躍訊號,那輸出訊號Vo是什麼樣的呢?

如下圖:

在t0時刻,運放的目標是要輸出電壓[Vo]( [Vo]=A*(V+ - V-) ),但是這個目標不是一下子能達到的,運放在t0時刻還沒反應過來呢,此時運放輸出Vo為0V,由於運放輸入是虛斷的,所以經電阻R1和Rf的分壓得到反向輸入端電壓V- = 0* R1/(Rf+R1) = 0V,從0時刻運放開始追趕它的目標了,輸出電壓緩慢的上公升(實際緩慢嗎?當然很快,這裡只是把上公升的這段過程提出來這樣說罷了)

當運放輸出在追趕它的目標電壓[Vo]的時候,Rf和R1也在對運放輸出的電壓Vo進行分壓操作(V- = Vo* R1/(Rf+R1)),所以運放的反向輸入端電壓V-也是在逐漸上公升的,如下圖所示:

運放反向輸入端電壓V-是逐漸上公升的,那麼運放輸出目標電壓[Vo]是不斷減小的( 哇……目標電壓不斷靠近運放輸出電壓,運放輸出電壓很快就追到他的目標電壓了(`)**ω)

( [Vo]=A*(V+ - V-) ,V+不變為Vin),在短時間內運放的實際輸出電壓還是小於目標電壓的,如上圖所示,運放在t1,t2時刻實際輸出電壓都小於它當前時刻的目標電壓

所以在一段時間內運放是一直在追趕它的目標電壓,但是這個目標是不斷在縮小的,終於在tn時刻運放追趕上了它的目標電壓[Vo]。OK,那運放追趕上它的目標電壓這一刻是不是意味著 V0 = [Vo] = A*(V+ - V-)這個公式成立了呢?

答案那是毫無疑問的成立吧

那好,V0 = [Vo] = A*(V+ - V-)這個公式成立了,那運放還存在下一時刻的目標電壓[Vo]嗎?

當然存在,那它的下個時刻的目標電壓是多少?答案當然還是它前一時刻的目標電壓[Vo]

(V0 = [Vo] ),所以上圖中虛線的部分是不存在的了,從tn時刻以後V0 和 [Vo] 曲線重疊。為什麼???因為運放輸出電壓沒有動力再上公升了。

運放輸出電壓Vo上公升的動力是什麼??? 那就是[Vo] >Vo呀,它一直要追趕它的目標啊

那最終Vo具體的電壓值為多少????答案如下圖

V0= A*(V+ - V-) 推出 V- = V+ - Vo/A ,由於A非常的大所以Vo/A≈0,所以V- ≈ V+ ≈ Vin,終於在tn時刻反向輸入端電壓V-也追趕上V+了,正反相輸入端電壓幾乎一樣(V-要比V+小那麼一點點),這也就是虛短的由來。

而由電阻R1和Rf的分壓可知V- = Vo* R1/(Rf+R1) 推出 V0= V- *(R1+Rf)/R1=V-*(1+Rf/R1)

因為V- ≈ V+,所以V0 ≈ V+*(1+Rf/R1) ≈ Vin*(1+Rf/R1)

總結一句話虛短是負反饋的結果

2樓:root

運放的差分輸入,我記得輸入級是兩個基極串聯的。經過2次輸入電阻的放大,其實阻抗已經很大,可以認為是虛斷。

負反饋引入了虛短,因為反饋端可以通過高增益跟蹤輸入端。於此同時,還進一步加強了虛斷的特性。

3樓:

運放本身的特性是輸入阻抗很大,輸出阻抗很小,應用時輸入電流很小,近似認為斷路,也就是虛斷。因此虛斷是運放自身特性,有沒有負反饋都一樣。

運放另乙個特性是開環增益很大,引入負反饋後,參考與反饋的誤差很小,反映到運放上就是正負輸入端近似相等,也就是虛短。因此虛短是運放引入負反饋後的特點。

參考《你好,放大器》,ADI官網有下。

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