閉環(huán)負反饋放大器增益和帶寬關系

發(fā)布時間:2024-02-22
在 11-9負反饋這一節(jié)中已分析過負反饋降低增益,增加帶寬。圖13-23用波特圖表示了一個典型的集成運算放大器的增益與頻率的對應關系。它說明了增益如何隨著頻率的增加而減少。注意在圖13-23中開環(huán)特性曲線顯示截止頻率是7hz。這個頻率叫做fc。超過截止頻率后,隨著頻率的增加增益以相同的速率減小。多數(shù)運算放大器,在fc以上每10倍頻,增益減少20db。
查看圖13-23開環(huán)增益,在10hz處增益是100db。在對數(shù)頻率軸上增加一個格,頻率增加10 倍?,F(xiàn)在檢查100hz處的增益 ,看到它下降到80db,增益減少了20 db。
波特圖是近似的,圖13-24顯示放大器的實際增益比在fc處少3db。這點的誤差最大,值得注意的是,波特圖在頻率比fc高或低很多時都是精確的。為了求出在fc處的準確增益,要減去3db。
在圖13-23中的開環(huán)增益顯示截止頻率低于10hz。因此從這個波特圖我們知道在這點增益已經(jīng)小了3db。通用運算放大器的增益在5hz左右開始減少,顯然在開環(huán)工作時不是寬帶放大器。運算放大器通常是閉環(huán)工作,負反饋增加運算放大器的帶寬。例如增益減少到20db?,F(xiàn)在放大器的帶寬增加到100khz。閉環(huán)特性也顯示在圖13-23中。
用波特圖容易預測工作在負反饋的運算放大器的帶寬。圖13-25是一個通用運放組成的反相放大器例子。第一步是求閉環(huán)的電壓增益:
負增益是指出放大器是反相的。忽略負號,求db增益。
au =20×log100 = 40db
在圖13-23波特圖的縱軸上找到40 db點,向右延伸同開環(huán)波特圖在10khz相交。這點就是fc(截止頻率),放大器的帶寬是10khz。在fc處減少了3db,在10khz處增益是37db,在fc以上每10倍頻,增益下降20db。因此在100khz時增益將是40 db - 20 db = 20 db。
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