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運放的頻率特性等效電路

發(fā)布時間:2022-09-28 責任編輯:lina

【導讀】由于各級電路的電路形式以及增益不同,故等效的RC時間常數也不同。輸出級為電壓跟隨器形式。其增益最低,但帶寬最寬(即RC低通截止頻率最高)。即RC時間常數最小。


今天我們來學習運放的頻率特性等效電路。


一、頻率特性等效電路



學習運放我們知道運放內部為三級結構:輸入級、中間級和輸出級。


每一級都可以等效為一個帶寬無限寬的放大器和一個RC低通網絡的級聯。如下圖。


運放的頻率特性等效電路


由于各級電路的電路形式以及增益不同,故等效的RC時間常數也不同。


輸出級為電壓跟隨器形式。其增益最低,但帶寬最寬(即RC低通截止頻率最高)。即RC時間常數最小。


運放的開環(huán)低頻增益相當高(100dB以上)。這主要由輸入級(差分放大器)和中間級(共射放大器)提供。


故輸入級和中間級的RC時間常數最大,即截止頻率最低。


二、RC低通的特性


1、電路形式


運放的頻率特性等效電路


2、傳遞函數


運放的頻率特性等效電路


3、RC低通的特性


運放的頻率特性等效電路


幅頻特性和相頻特性


三、RC高通的特性


1、電路形式


運放的頻率特性等效電路


2、傳遞函數


運放的頻率特性等效電路


3、RC高通的特性


運放的頻率特性等效電路


幅頻特性和相頻特性


四、穩(wěn)定性的概念


運放內部的三級電路在一定的頻率上都會產生相移。頻率越是接近或超過每級電路的等效RC低通網絡的特征頻率(fo)所產生的相移越大(同時該級傳輸系數越小)。


每級電路的最大相移不超過90°


當某個頻率上三級電路的累積相移達到180°時,則運放在該頻率上輸出正弦波將與輸入正弦波反相。


由于運放在線性應用時必然采用負反饋,而運放在某個頻率上反相,此時,在該頻率上負反饋將演變成正反饋。


如果在滿足相位條件的這個頻率上同時還滿足AF>1,則將產生自激振蕩。


此時運放構成的線性電路將無法正常工作?!Q為不穩(wěn)定。


所以,運放的穩(wěn)定性指的是:運放不產生自激振蕩的可能性。


在運放所構成的各種線性電路中(放大器、電壓跟隨器、有源濾波器以及各種運算處理電路等),能否穩(wěn)定工作是必須要考慮的問題。


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