電流反饋運(yùn)算放大器介紹及RF的作用

電流反饋的結(jié)構(gòu)與電壓反饋大不相同。電流反饋非常適合用于高速信號(hào)，因?yàn)樗鼪](méi)有基礎(chǔ)增益帶寬積的限制，同時(shí)也由于其固有的線性度。電流反饋運(yùn)算放大器的帶寬略微受到增益的約束，但不像電壓反饋器件那么嚴(yán)重。再者，壓擺率并非受到內(nèi)部偏置電流的限制，而是受到晶體管自身速度的限制。這樣在給定偏置電流的條件下可以使用更快的壓擺率，而不必采用正反饋或其它壓擺率提升技術(shù)。

　　電流反饋運(yùn)算放大器有一個(gè)輸入緩沖器，而不是一個(gè)差分線對(duì)。輸入緩沖器一般是一個(gè)射極跟隨器或其它類似的東西。非反相輸入的阻抗很高，而緩沖器的輸出(作為放大器的反相輸入)則是低阻抗。相比之下，電壓反饋放大器的兩個(gè)輸入端都為高阻抗。

　　電流反饋運(yùn)算放大器的輸出是電壓，并且它與流出或流入運(yùn)算放大器反相輸入端的電流有關(guān)，兩者的關(guān)系滿足一個(gè)復(fù)雜的函數(shù)，名為互阻抗 Z(s)。直流下的互阻抗值很大，并且與電壓反饋運(yùn)算放大器相似，會(huì)隨頻率的增加而單極滾降。

　　圖 1 - Z(s) 與反饋電 阻 RF.

　　電流反饋運(yùn)算放大器有可調(diào)帶寬和可調(diào)整的穩(wěn)定度。反饋電阻設(shè)定了閉環(huán)動(dòng)態(tài)范圍，并且會(huì)同時(shí)影響帶寬和穩(wěn)定度。電流反饋的一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)就是有很好的大信號(hào)帶寬?；诜答侂娮璧膽?yīng)用,有很高的壓擺率和可調(diào)帶寬，使器件的大信號(hào)帶寬非常接近于小信號(hào)帶寬。并且，由于固有的線性度，高頻大信號(hào)時(shí)也可以獲得低的失真。

　　為什么 RF 值如此重要?

　　反饋電阻的閉環(huán)特性使我們能夠避免固定增益帶寬的限制。這可以通過(guò)降低反饋電阻的值來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣可以在提高增益的同時(shí)保持回路高增益。

　　圖 2 - RF 對(duì)頻率響應(yīng)的作用

　　圖 2 是一個(gè)寬帶視頻放大器的實(shí)例?？梢钥吹礁淖兎答侂娮钑r(shí)帶寬的變化情況。在曲線最右端 RF 等于 200 Ω，可以看到頻率響應(yīng)有相當(dāng)大的尖峰。尖峰幅度幾乎有 1/2 dB。該曲線亦有最大的帶寬。當(dāng)反饋電阻減小時(shí)，尖峰也進(jìn)一步增加。電阻減小至 200 Ω 以下則很可能在脈沖響應(yīng)上出現(xiàn)糟糕的振鈴，如果電阻過(guò)低則會(huì)出現(xiàn)振蕩。可以看到，RF=300 時(shí)的曲線和增益都相當(dāng)平坦。并且與多尖峰的頻響曲線相比，仍然能夠保持不錯(cuò)的帶寬。因此，我們無(wú)需放棄太多的帶寬也能得到很好的穩(wěn)定性。此外，當(dāng)反饋電阻進(jìn)一步增加時(shí)(例如 500 Ω)，就可以縮窄頻響范圍。如果某個(gè)應(yīng)用只需要 50 -60MHz 帶寬，超出這個(gè)范圍就會(huì)增加噪聲，則可以用修改反饋電阻的辦法調(diào)整頻響范圍。

　　圖 3 – LMH6175 視頻放大器，RF 對(duì)增益的作用