负反馈放大电路的仿真分析与理论计算

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1、2008年11月合肥师范学院学报Nov．2008第26卷第6期JournalofHefeiTeachersCollegeVo1．26No．6负反馈放大电路的仿真分析与理论计算杨一军，陈得宝(淮北煤炭师范学院物理系，安徽淮北235000)[摘要]采用方框图分析法，对所设计的由运算放大器构成的电压串联负反馈放大电路进行了仿真分析和理论计算。两者结果一致表明：闭环增益与开环增益满足基本关系式；引入负反馈后稳定性得以提高，输出电阻减小；深负反馈条件下，反馈系数的倒数近似等于闭环增益，从而定量地验证了负反馈放大电路中的基本结论

2、。[关键词]负反馈；方框图；仿真[中图分类号]TN710．2[文献标识码]A[文章编号]1674—2273(2008)06—0035—031引言算，其结果与仿真一致，说明了负反馈放大电路中开计算机技术和电子技术的迅速发展，使得利用环与闭环间的一些相互关系的正确性。仿真软件对所设计的电路进行分析，成为当前探讨2电路组成电路的主要做法之一。在讨论负反馈放大电路时，负反馈放大电路如图1所示，可以看到电阻采用方框图分析法，借助仿真软件往往可以收到较R、R。和运算放大器构成了基本放大器A，而反馈好的效果。但有些文献B-23在讨

3、论负反馈放大电路电阻R八R与A一起形成反馈放大器。由瞬时极的开环放大倍数时，对反馈网络的负载效应考虑不性法判别可知为负反馈；反馈信号取样于电压，为电够全面，有时可能会造成一些误解。本文利用EWB压反馈；输入端的净信号为电压叠加是串联反馈。软件，对由运放构建的电压串联负反馈放大电路采当两个开关在上端时，电路为反馈放大电路；当两个用方框图分析法进行了仿真与分析。同时，根据理开关在下端时，是考虑反馈网络负载效应后的基本想运算放大器的特点，列写节点方程，进行了理论计放大器。图1电压串联负反馈放大电路2．1开环与闭环测试反馈电

4、压以及闭环输出电压，具体结果见改变两个开关的上、下位置，可以测得开环输表1。入电压、开环输出电压、闭环输入电压、根据反馈放大器中的一些定义。[收稿日期]2OO8一o6—1o[基金项目]安徽省教育厅资助项目(2007jyx_m308)，淮北煤炭师范学院2008教研项目[第一作者简介]杨一军(1956一)，男，浙江宁波人，淮北煤炭师范学院物理系教授，研究方向：电子技术。表1负反馈开环与闭环测试结果63．24与先采用方框图测试开环增益A和反馈系／mVIl／mV．1ve／mV1／mVium数F，再利用式(1)计算得到A，一6

5、3．O2存在1l167．7I1l1．661l63．240．35的误差，这是理想运放采用方框图分析法时开环电压增益A一／、闭环电压增益A，单向化处理所带来的误差_3]。一，／、电压反馈系数===／反馈深度(12．2稳定性、、+AF)，以及Af—A／(1+AF)，对表1中根据文献嘲报道，负反馈放大器稳定性满足数据进行计算，可以得到表2。关系，表2反馈开环与闭环计算一览表A一—1A—FA(2)AIFlA，l1-t-AFlA／(t+AF)，+一167．7l0．0099l63．24l2．661l63．O2式中A为变化前的放大倍

6、数，A为变化后的放大倍由表2可以清楚地看到，开环增益与闭环增益数。改变R。(由200kD--,-195k~)，仿真结果为满足基本关系式一1，一163．6mV，r一1mV，A，一南(1)Uf===1．620，一62．64mV代人数据计算可得表3。另外，从表2中还可以地看到，闭环测试A，一表3电压串联负反馈稳定性计算一览AA△A△A／A1+AF’，167．7163．5一4．2—0．02502．620A&．舭f△A僦，△AfA(zSA／A)／(1+AF)63．．2462．64—0．6——0．00949—0．00954由表3

7、可以看到，最后一行中的△A，／A，与Ui一1my，Uo一157．2my，U，===1my，(△A／A)／(1+AF)两者相对误差约为Uf一14．29my，U—10．38my0．52，满足公式(2)。同样，改变电路中其它元件则1+AF一15．29，满足深度负反馈条件。相应参数，也有类似结果。F-0．0909，1／F一11．O0，与直接利用式(1)计2．3输出电阻算结果Ar一10。28相对误差7．O，与深度负反馈下的近似计算理论相一致。断开负载电阻R(RL—c×。)，开环状态下输出3理论计算一电压===201．OmV闭环

8、状态下输出端为，一3．1开环放大倍数67．44mV。根据公式根据理想运放的性质，对图1所示的基本放大Rf＼。一1／)RL(3)器不难得到1厂，代人数据分别得到。Vo一R3+Fa(R4+Rr)／—／瓦RL×一(R+’R一，)／／RR。一0．993k~，R。f一0332k~2‘另外，根据关系，-一(+)DR，一『干(4)一一’代人一1mV和各电阻阻