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電壓反饋與電流反饋運算放大器應用筆記

要長高 ? 2025-02-21 10:37 ? 次閱讀
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本應用筆記比較了電壓反饋型(VFB)和電流反饋型(CFB)運算放大器的基本性能特征,面向不熟悉CFB放大器工程師。熟悉該主題的讀者可以直接閱讀第9頁的表l,該表總結(jié)了本應用筆記中討論的主要特性。
附件:*附件:AN1993:電壓反饋與電流反饋運算放大器.pdf
電流反饋(CFB)運算放大器已經(jīng)存在了30多年。它們專為極高的高速性能而設計,這是電壓反饋(VFB)放大器在當時無法實現(xiàn)的。FB放大器已經(jīng)迎頭趕上,有時甚至比CFB的同類產(chǎn)品表現(xiàn)更好。然而,CFB放大器與VfB相比有一個主要優(yōu)勢,它可以在很寬的信號增益范圍內(nèi)保持帶寬。VFB放大器依賴于增益帶寬,這意味著它們的帶寬隨著信號增益的增加而減小。CFB放大器通常用于高速應用,而VFB放大器則優(yōu)選用于精密應用。

VFB放大器有兩個對稱的高阻抗輸入。負輸入為高阻抗的事實使得由輸出電壓VO驅(qū)動的反饋網(wǎng)絡工作在電壓源模式。這里,該電壓源的串聯(lián)源阻抗是Rp和RG的并聯(lián)電路;此電壓源的輸出連接到反相輸入,在此引腳上提供電位v。同相輸入端的電位VP1等于信號輸入電壓V1。因此,兩個輸入電位之差就是誤差電壓,經(jīng)過放大后產(chǎn)生Vo(圖1)。
與VFB放大器不同,CFB放大器具有不對稱輸入。在內(nèi)部,同相輸入通過一個單位增益緩沖器連接到反相輸入。因此,同相輸入呈現(xiàn)緩沖器輸入的高阻抗,而反相輸入向反饋網(wǎng)絡呈現(xiàn)緩沖器輸出的低阻抗。這種低輸入阻抗使反饋網(wǎng)絡工作在電流源模式。該電流源的并聯(lián)源阻抗也是Rp和RG的并聯(lián)電路。正常工作時,輸入電壓VI將電流ip驅(qū)動到同相輸入端,反饋電流源的輸出將電流in驅(qū)動到反相輸入端。兩個輸入電流之差就是誤差電流,即。該誤差電流被驅(qū)動至內(nèi)部高阻抗級,從而產(chǎn)生輸出電壓Vo(圖2)。
image.png
圖3顯示了電壓反饋放大器的簡化原理圖,由差分輸入放大器、高阻抗級和輸出緩沖器組成。
image.png
圖4顯示了VFB運算放大器的頻率相關模型及其增益-頻率特性。這里,gm Rc的乘積是數(shù)據(jù)手冊中通常規(guī)定的DC開環(huán)增益Ao,fa是主極點頻率。這是Cc電抗等于RC值的頻率,開環(huán)增益A(f)在20dB/decade時開始滾降。
image.png

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