高增益电路实际电压增益中,该选用什么材料类型的电阻为什么

共发射极电路实际电压增益中采鼡恒流源作有源负载是利用其()的特点以获得较高增益

A、直流电阻大、交流电阻小

B、直流电阻小、交流电阻大

C、直流电阻和交流电阻都小

D、直流电阻和交流电阻都大

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电流反馈运算放大器有一个输入緩冲器而不是一个差分线对。输入缓冲器一般是一个射极跟随器或其它类似的东西非反相输入的阻抗很高,而缓冲器的输出(作为放大器的反相输入)则是低阻抗相比之下,电压反馈放大器的两个输入端都为高阻抗

电流反馈运算放大器的输出是电压,并且它与流出或流叺运算放大器反相输入端的电流有关两者的关系满足一个复杂的函数,名为互阻抗 Z(s)直流下的互阻抗值很大,并且与电压反馈运算放大器相似会随频率的增加而单极滚降。

RF.电流反馈运算放大器有可调带宽和可调整的稳定度反馈电阻设定了闭环动态范围,并且会同时影響带宽和稳定度电流反馈的一个最大优点就是有很好的大信号带宽。基于反馈电阻的应用,有很高的压摆率和可调带宽使器件的大信号帶宽非常接近于小信号带宽。并且由于固有的线性度,高频大信号时也可以获得低的失真

为什么 RF 值如此重要?

反馈电阻的闭环特性使我們能够避免固定增益带宽的限制。这可以通过降低反馈电阻的值来实现这样可以在提高增益的同时保持回路高增益。

图 2 - RF 对频率响应的作鼡图 2 是一个宽带视频放大器的实例可以看到改变反馈电阻时带宽的变化情况。在曲线最右端 RF 等于 200 Ω,可以看到频率响应有相当大的尖峰。尖峰幅度几乎有 1/2 dB该曲线亦有最大的带宽。当反馈电阻减小时尖峰也进一步增加。电阻减小至 200 Ω 以下则很可能在脉冲响应上出现糟糕嘚振铃如果电阻过低则会出现振荡。可以看到RF=300 时的曲线和增益都相当平坦。并且与多尖峰的频响曲线相比仍然能够保持不错的带宽。因此我们无需放弃太多的带宽也能得到很好的稳定性。此外当反馈电阻进一步增加时(例如 500 Ω),就可以缩窄频响范围如果某个应用呮需要 50 -60MHz 带宽,超出这个范围就会增加噪声则可以用修改反馈电阻的办法调整频响范围。

图 3 – LMH6175 视频放大器RF 对增益的作用图 3 出自同一器件嘚数据表。图中显示的是建议用于给定非反相增益的反馈电阻值从图中可以看到,当增益为 1 时需要 1KΩ 的反馈电阻才能得到最佳性能。這是因为回路增益非常高因此需要用一支较大的电阻进行中和。这是与电压反馈结构的主要差异电流反馈放大器不能用于输出端对反楿输入端短路的结构。数据表中最常用的电阻是针对增益为 2 的情况但是,从图 2 可以看到最终采用的实际 电阻值有相当的灵活性。数据表建议值只是可选范围的中间值再回来看图 3。在增益为 4 时RF 降低至 150 Ω。增益设定电阻现在只有 50 Ω,因此,我们现在的状况`是:输 入缓冲電阻值与增益设定电阻值基本相同。这样会降低运算放大器的闭环互阻并且在增益增大时开始限制带宽。在增益为 7 时我们仍使用 300 Ω 反饋电阻。在这个增益下我们不指望能得到电流反馈部件提供的带宽,并且当增益高至 7 以上时,带宽随之下降这非常像一个电压反馈嘚特点。另外还应注意虚线部分表示的是:根据反相输入电阻或者放大器的稳定度,应该用于某款运算放大器的最低反馈电阻值两种洇素之一限制了可用反馈电阻的数量。

电流反馈运算放大器要仔细考虑的一个问题就是电路实际电压增益板布局这也普遍适用于所有高速电路实际电压增益。电源旁路电容的布放需要非常靠近器件一般要小于 3mm。电容需要两种一种是较大的电解电容,它们可以稍微离器件远些;另一种是小型的瓷片旁路电容它要紧紧挨着相关器件。小型瓷片旁路电容为极高速瞬变提供能量并且完成器件旁的电源去耦任務。这些电容中的任何电感负载都会降低其作用效果大家可能都知道要使用尽量大面积的电源、地层,从而为地电流和电源电流提供低阻抗路径但是,还要注意去掉输入/输出引脚附近的电源、地层这样可以减少这些引脚的寄生电容。反相输入引脚与反馈电阻对交流地嘚容抗要尽可能地小另外,任何运算放大器的输入端也要有最小的容抗尽量使用表面贴装元器件。因为它们的寄生电容最低走线要短,如不能则可使用可控阻抗则要在输入/输出引脚作传输线的双端终结。

图 4 – 寄生电容1pF 反相入,1pF 出图 4 显示的只是少量寄生输入、输出電容对一个电流反馈运算放大器的作用绿线是理想曲线。红线是由寄生电容而得到的尖峰频率响应图 4 中反相输入端的寄生电容为 1pF,输絀端也是 1pF可以用增加反馈电阻的办法,抵消这少量的寄生负载这也是电流反馈运算放大器的另一个优点。但是如果电路实际电压增益板布局太差,即使采用了很大的反馈电阻也会出现尖峰甚至产生振荡。

图 5 – 绝缘电阻与容性负载这是运算放大器中常用的一种技术鈳以应用于电压反馈和电流反馈两种情况,用于将容性负载(特别是非常小的阻性负载)与电容输出隔离开来例如驱动一个高速模数转换器。在运算放大器和容性负载间加一个 RISO 电阻图中曲线显示了根据电容大小而建议使用的 RISO 值。图中是基于一支 1kΩ 的阻性负载如果 RL 较小,则 RISO 嘚值也可以较小另一种方法是将 RISO 放在反馈回路内(图中未显示)。除了图中将 RF 置于 RISO 和放大器之间的方法以外还可以将 RF 连接到隔离电阻的输絀端。这样保持了增益的准确性但会丧失隔离电阻上的部分电压摆幅。降低系统噪声当用电流反馈运算放大器建立一个系统时要进行設计规划,使输出噪声为最低这在建立一个中放或低频射频放大器时尤其重要。如前所述其中一项工作是要保证有低的频响尖峰。用嶊荐的反馈电阻值就可以做到这一点有时还可以根据需要提高反馈电阻值。另一件要注意的事是交流耦合同样,可以采用一个只允许所需频率通过的滤波器将有用带宽以外的所有噪声切掉。最大增益电路实际电压增益块要尽量放在前面增益越靠前,则对后面信号造荿影响的噪声就越少另外,也要把噪声最低的增益元件放在电路实际电压增益最前面一般来说,应从低噪声放大器(如砷化镓元件)或极低噪声的分立元件获得增益尽量避免采用大阻值源电阻。因为电阻增加的热噪声与电阻值成正比

如果你正在寻找一款可与电压反馈相仳的电流反馈放大器,务请牢记下列注意事项:在电流反馈时输入偏移电流不会抵消。它不是一个对称电路实际电压增益因此两个电鋶间不存在固有的平衡。一般情况下有较高输入阻抗的非反相输入端的输入偏置电流较小,而作为射极跟随器输出的反相输入端偏置电鋶较大一款电流反馈器件上的失调电压可以进行匹配,使之变得很小但不会为零。这不是一种自然的平衡因此,一款电流反馈运算放大器的偏移电压指标不会好到与电压反馈设计一样的水平缓冲结构需要一个反馈电阻。即使在缓冲结构中有现成的电压反馈放大器电蕗实际电压增益布局也不能直接拿来就用,而需要对电流反馈部分作改动最后,反馈回路中的电容会造成不稳定较高频率的任何元件都会降低反馈至反相输入端网络的阻抗,随着反馈阻抗值的下降会造成频响的尖峰。总结电流反馈运算放大器常常是高速信号的最佳解决方案此时需要大的输出波幅与极低的失真。可从电流反馈放大器稳定质量中获益的应用有:演示质量的视频线路驱动器和路由器、模数转换驱动器、中频放大器和时钟缓冲器等对于信号保真度和高速度是主要目标的各种应用场合,电流反馈放大器都有自己的用武之哋

只有小组成员才能发言,

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一些理想的运算放大器配置假定反馈电阻器呈现完美匹配在实践中,电阻器的非理想性会影响各种电路实际电压增益参数如共模抑制比 (CMRR)、谐波失真和稳定性。电源解決方案的单片IC设计常常会发挥精确匹配内部元件的能力仔细匹配的电阻网络可以实现比失配分立元件更精确的匹配数量级。通过高精度匹配电阻传递的数字信号也使输出模拟信号的噪声和失真更小

一些理想的运算放大器(通常简写为op-amp或opamp)配置是假定反馈电阻呈现出完美匹配。但在实践中电阻的非理想特征会影响各种电路实际电压增益参数,如共模抑制比(CMRR)、谐波失真和稳定性

运放是一种直流耦合高增益电子电压放大器,具有差分输入且通常是单端输出。在这种配置下运放产生的输出电位(相对于电路实际电压增益地)通常比其输入端之间的电位差大数千倍。

精密放大器和模数转换器(ADC)的实际性能通常难以实现因为数据表规格是基于理想的组件。精心匹配嘚电阻网络比不匹配的分立元件在匹配精度上高几个数量级确保数据表规格满足精密集成电路实际电压增益(IC)要求。

在电源方案的单爿IC设计中我们经常会用到精确匹配内部组件的能力。例如通过精确匹配运放的输入晶体管来提供低失调电压。如果我们非得用分立晶體管来制作运放那么将会有30mV或更高的失调电压。这种精确匹配元件的能力包括片上电阻匹配

集成差分放大器就利用了精确的片上电阻匹配和激光微调。这些集成器件优异的共模抑制依赖于精心设计的集成电路实际电压增益的精确匹配和温度跟踪

通过使用成对切割(1:1比率)的芯片并将其放置在密闭网络封装中可实现明显的跟踪增益。可以通过使用超高精度电阻(热端或冷端的电阻温度系数在0.05 ppm/oC相邻的两個芯片显示的温漂轨迹差在0.1 ppm/oC以内)来实现极限增益。为获得最佳跟踪效果必须使用绝对电阻温度系数非常低的电阻(称为超高精度电阻),这也有助于避免由于温度梯度造成的复杂性

匹配电阻对许多差分电路实际电压增益的性能都至关重要。比率之间的任何不匹配都会導致共模误差在这些电路实际电压增益中,CMRR是个重要指标因为它表明有多少不期望的共模信号会出现在输出中。由这些电路实际电压增益中的电阻引起的CMRR可以使用以下公式计算:

在精密医疗设备(如电子扫描显微镜、血细胞计数设备和体内诊断探头)中使用高度匹配精密电阻的差分放大器至关重要。

惠斯登电桥(或电阻电桥)电路实际电压增益可用于多种应用当今,利用现代运放我们可以使用惠斯登电桥电路实际电压增益将各种变频器和传感器连接到这些放大器电路实际电压增益。除了将未知电阻与已知电阻进行比较外惠斯登電桥在电子电路实际电压增益中有许多用途。惠斯登电桥电路实际电压增益其实就是两个简单的电阻串并联组合当连接在电压源和接地の间的电阻平衡时,在这两个并联支路之间就会产生零压差

惠斯登电桥电路实际电压增益具有两个输入端和两个输出端,由四个电阻构荿如图3所示的菱形结构。这是惠斯登电桥的典型画法与运放一起使用时,惠斯登电桥电路实际电压增益可用于测量和放大电阻的微小變化与使用常规薄膜电阻相比,超高精度电阻的使用可精确地将电桥平衡点接地所有四个电阻都各司其职,所以其匹配和稳定性对于電桥平衡非常必要

图3:惠斯登电桥差分放大器。

平衡良好的惠斯登电桥差分放大器可用于电站的智能电网电力电路实际电压增益测量咜们也用于太阳能转换器,其中转换器的效率直接取决于使用高稳定电阻的电阻桥的平衡

精密和低噪声运放通常用于在传感器信号(如溫度、压力、光线)进入ADC之前调节这些信号。在这种应用中输入失调电压和输入电压噪声这两个特定的运放参数对于良好的系统分辨率臸关重要。超高精度电阻的低失调和低噪声参数使其成为传感器接口和发送器的理想选择

作为参考,高精度电阻用于数模转换器(DAC)输叺也可实现更好的结果通过高精度匹配电阻传递的数字信号使模拟信号输出的噪声和失真更小。Bulk Metal Foil技术的噪声等级为-40dB使得这种电阻技术荿为高端音频ADC/DAC电路实际电压增益中参考和增益电阻的理想方案。低噪声运放在航空电子设备、军用和航天(AMS)RFI设备(包括陀螺仪、GPS芯片组控制放大器和天线方向控制单元)中也非常关键
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