电流反馈放大器

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电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别

电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别

电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别1.电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别:1.带宽VS增益电压反馈型放大器的-3DB带宽由R1、Rf和跨导gm共同决定,这就是所谓的增益帯宽积的概念,增益增大,带宽成比例下降。

同时运放的稳定性有输入阻抗R1和反馈阻抗Rf共同决定。

而对于电流反馈型运放,它的增益和带宽是相互独立的,其-3DB带宽仅由Rf决定,可以通过设定Rf得到不同的带宽。

再设定R1得到不同的增益。

同时,其稳定性也仅受Rf影响。

2.反馈电阻的取值电流型运放的反馈电阻应根据数据手册在一个特定的范围内选取,而电压反馈型的反馈电阻的选取就相对而言宽松许多。

需要注意的是电容的阻抗随着频率的升高而降低,因而在电流反馈放大器的反馈回路中应谨慎使用纯电容性回路,一些在电压反馈型放大器中应用广泛的电路在电流反馈型放大器中可能导致振荡。

比如在电压反馈型放大器我们常会在反馈电阻Rf上并联一个电容Cf来限制运放的带宽从而减少运放的带宽噪声(Cf也常常可以帮助电压反馈型放大器稳定),这些如果运用到电流反馈放大器上,则十有八九会使你的电路振荡。

3.压摆率当信号较大时,压摆率常常比带宽更占据主导地位,比如同样用单位增益为280MHZ的放大器来缓冲10MHZ,5V的信号,电流反馈放大器能轻松完成,而电压反馈放大器的输出将呈现三角波,这是压摆率不足的典型表现。

通常来说,电压反馈放大器的压摆率在500V每us,而电流反馈放大器拥有数千V每us.4.如何选择两类芯片a,在低速精密信号处理中,基本看不到电流反馈放大器的身影,因为其直流精度远不如精密电压反馈放大器。

b.在高速信号处理中,应考虑设计中所需要的压摆率和增益帯宽积;一般而言,电压反馈放大器在10MHZ以下,低增益和小信号条件下会拥有更好的直流精度和失真性能;而电流反馈放大器在10MHZ以上,高增益和大信号调理中表现出更好的带宽和失真度。

当下面两种情况出现一种时,你就需要考虑一下选择电流反馈放大器:1,噪声增益大于4;2,信号频率大于10MHZ。

反馈放大电路

反馈放大电路
5.1.1 反馈的基本概念和分类
将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或全部 通过反馈网络引回到输入端,与输入信号迭加的过程称为反馈。
具有反馈的放大电路称为反馈放大电路(闭环放大电路)。判 断是否存在反馈,就是要分析电路是否存在反馈通路.
5.1.1 反馈的基本概念和分类
直流反馈和交流反馈 直流反馈
1 F
在深度负反馈情况下,闭环 增益几乎只取决于反馈系数,若
反馈网络是纯阻性网络,F是一 个稳定的常数,Af 将十分稳定。
增益稳定性: 开环增益相对变化量与闭环
增益相对变化量的比值.
dAf Af
11AF
dA A
该式表明,引入负反馈后闭 环增益的相对变化量是开环增益 相对变化量的 1/(1 AF)。
可见,闭环电压增益变化很小,引入负反馈增加了增益的稳定性。
Xid
AXid FAXid
Af
A 1 AF
反馈放大电路的源增益:
Asf
Xo Xs
KAf
5.1.4 反馈放大电路的基本方程式
反馈深度
Af
A 1 AF
反馈放大电路的基本方程式
负反馈放大电路的 1 AF愈大,闭环增益 Af 下降的愈多, 因此 1 AF是衡量电路反馈程度的重要指标,令
D 1 AF
则 D 1 AF 称为反馈深度。
电子电路基础
Electronic Circuit Foundation
第五章 反馈放大电路
第五章 反馈放大电路
反馈在电子技术领域中应用非常广泛。电子设备中经常采用反 馈改善电路的性能。
无反馈的放大电路称为开环放大电路,有反馈的放大电路称为
闭环放大电路。
实际被放大信号 开环
迭加

模拟电路电流反馈放大器

模拟电路电流反馈放大器

模拟电路电流反馈放大器电流反馈放大器是一种重要的模拟电路,其作用是将输入电流信号放大,并以输出电流的形式进行反馈控制。

本文将介绍电流反馈放大器的基本原理、特点以及应用领域。

一、基本原理电流反馈放大器是通过控制输出电流来实现放大的,与电压反馈放大器相比,具有更高的带宽和更好的线性度。

其基本原理可以概括为以下几个方面:1. 输入电流:电流反馈放大器的输入为电流信号,可以是直流电流或交流电流。

输入电流经过输入端的电流源,并经过输入电阻进入放大电路。

2. 放大电路:放大电路通常由一个或多个晶体管构成,其中晶体管是最常用的放大元件。

输入电流经过放大电路,经过晶体管的放大作用后得到输出电流。

3. 反馈控制:输出电流经过反馈网络,形成反馈回路。

反馈网络可以根据输出电流调节输入电流,以达到对放大倍数、带宽和线性度的控制。

二、特点电流反馈放大器具有以下几个特点:1. 高带宽:由于采用电流反馈方式,电流反馈放大器的带宽通常比电压反馈放大器更宽,适用于高频信号的放大。

2. 低失真:电流反馈放大器的线性度较好,能够提供较低的失真度,使得放大后的信号更加准确。

3. 稳定性好:电流反馈放大器具有较好的温度稳定性和频率稳定性,不会因外界因素的变化导致放大性能的下降。

三、应用领域电流反馈放大器在各个领域都有广泛的应用,其中一些典型的应用包括以下几个方面:1. 通信系统:电流反馈放大器常用于通信系统中的信号放大环节,如射频放大器、低噪声放大器等。

2. 音频放大器:电流反馈放大器在音频放大器中得到广泛应用,能够提供高保真度的音频放大效果。

3. 传感器信号放大:对于小信号传感器输出的微弱电流进行放大,电流反馈放大器能够提供较高的灵敏度和精度。

4. 仪器仪表:在仪器仪表中,电流反馈放大器可以用于测量小电流信号或进行精确放大。

总结电流反馈放大器作为一种重要的模拟电路,在各个领域都有广泛的应用。

其通过控制输出电流来实现对输入电流的放大,并具有高带宽、低失真和较好的稳定性等特点。

针对高速应用的电流反馈运算放大器

针对高速应用的电流反馈运算放大器
器具有一个与差分对相对的输入 缓 冲器。输入缓冲器通常是一个
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另 -
问题的关键在 于可调带宽和 可调稳定 欧姆处 ,可以看到频率 响应正好达到 架 构 和 电 压 反 馈 架 构 的 主 要 区 别 。 电 性。 因为反馈 电阻值会改变 放大器的 最大值。 曲线还具有最大带宽。 电 流反馈放大 器不能 同短 接到反 向输 入 该 将
与器件 的小信号带 宽很 接近的大信号 益 ,而 且还具有 可与峰值频率响应相 可以根据情况 灵活选 用电阻。数据表 带宽 。 更好 的是 , 该带宽在宽增益范围 媲 美的带宽。因此 , 实现 了很高的稳定 中的推荐值是用于生 成性 能列表 中规 内被大量保留。 并且 , 因为 固有的高线 性 , 而并未损耗大量带宽。 如果应用只 定的指标和 曲线的值 。 性 度 ,所以也可 以在高频率情况下获 需 5 或 6 O 0MHz 的带宽 ( 高于该值就会 得低失真和大信号 。
低 了运算放大 器的闭环互 阻抗 ,并随
由于放大 器的A 特性部分取决于 供出色 的信号保真度。 C 反馈 电阻 ,所 以能够针对各个独特 的
同一器件的数据表如 图3 所示。 给 着增益的增加而 开始限制带宽 。在 增
应用调整放大 器。降低 反馈 电阻的值 定非反 向增 益条件下建 议使 用的反馈 益为8 的情况下 , 反馈电阻重新回 ̄2 5 17 能增加环路增益。 低增益下 , 反馈 电阻 电阻如 图所示。在增益为 2 的情况下, 欧姆 。一旦 不能通过降低反馈 电阻来 会设成较高 的值 ,以便保持 高稳定性 推荐使用的反馈 电阻为3 0 0 欧姆 , 这样 增加增 益 ,就得牺牲带宽来获 得较 高 的增益 ,并 且电流反馈放大 器的运行 和最大带宽 。 着增益的增加 , 随 环路增 可获得 最佳的增益平坦度 、稳 定时 间

四种负反馈电路的特点

四种负反馈电路的特点

负反馈电路是一种控制信号对系统输出进行调节的技术,能够改善系统的稳定性、线性性、带宽和噪声等性能指标。

其中常用的四种负反馈电路包括电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。

它们各自的特点如下:
1.电压串联反馈:在放大器的输出端接入一个反馈电阻,将其串联到放大器的输入端。

当输出信号增大时,反馈信号将使输入信号减小,从而降低放大器的增益。

这种负
反馈电路具有增益稳定性好、线性度高、输出阻抗低等特点。

2.电流串联反馈:在放大器的输出端接入一个电流采样电阻,将其串联到放大器的输
入端。

当输出信号增大时,反馈信号将使输入信号减小,从而降低放大器的增益。

与电压串联反馈电路相比,电流串联反馈电路的线性度更高,但频率响应差。

3.电压并联反馈:在放大器的输入端接入一个反馈电阻,将其并联到放大器的输出端。

当输出信号增大时,反馈信号将使输入信号增大,从而降低放大器的增益。

这种负
反馈电路具有输入阻抗高、噪声降低等特点,但容易产生振荡。

4.电流并联反馈:在放大器的输入端接入一个电流采样电阻,将其并联到放大器的输
出端。

当输出信号增大时,反馈信号将使输入信号增大,从而降低放大器的增益。

与电压并联反馈电路相比,电流并联反馈电路具有更高的带宽和更低的噪声,但稳
定性较差。

第5章放大器中的负反馈

第5章放大器中的负反馈

画反馈网络,求反馈系数
负反馈的分析,一定要满足单向化条件,画反馈网络时,要 消除输入信号通过反馈网络的直通效应。 画法: 将反馈放大器的输入端短接(对并联反馈)或开路(对串联 反馈)。
反馈系数的求法:
输出信号通过反馈网络产生的反馈信号,它们的比值就 是反馈系数。
A 1 1 k f A k f
串联反馈 Rif 并联反馈 Rif 0
电压反馈 电流反馈
Rof 0 Rof
vO 1 Avf vi k fv vO 1 Arf ii k fg
iO 1 Aif ii k f i
iO 1 Agf vi k f r
电流反馈: 输出端串联连接
电压取样 . Vo 电流取样 . Vo A . Xf . Io RL
A . Xf
RL
kf (a) VCC 反馈支路 Rf vi RE (c) RC
kf (b) VCC RC vi vo . Ie Rf RE (d)
vo
反馈支路
串联反馈
. Ii + . Vi - Rif - . Vf + kf (a) + . V′i - Rf A + . Vi - Rif
VCC
电压并联负反馈
VCC R2 R1 C1 + + b1 + T1 . e1 v′i + . R3 vf c1 R5 c2 + T2 RL R4 R6 + C2 反馈网络 vo + C3 +
. vi
电压串联负反馈
VCC R2 c1 R1 + b1 . . ii i′i . if + T1 e1 + R3 CE e2 R4 + + CC c2 T2 RL R5 Rof R6 反馈网络 . vo +

电路中的放大器有哪些分类

电路中的放大器有哪些分类

电路中的放大器有哪些分类在电路中,放大器是一种常见的电子设备,用于增加信号的幅度,从而提供更强的输出。

放大器可以根据其工作原理和设计特点进行分类。

本文将介绍几种常见的电路中的放大器分类。

1. 按照工作原理分类:放大器可以根据其工作原理分为线性放大器和非线性放大器。

1.1 线性放大器:线性放大器是指输出信号的幅度与输入信号的幅度成正比,而且输出信号不会发生失真。

常见的线性放大器有:- 电压放大器(Voltage Amplifier):将输入电压信号放大,输出为电压信号。

- 电流放大器(Current Amplifier):将输入电流信号放大,输出为电流信号。

- 功率放大器(Power Amplifier):将输入信号放大到更高的功率水平。

1.2 非线性放大器:非线性放大器是指输出信号的幅度与输入信号的幅度存在非线性关系,输出信号可能发生失真。

常见的非线性放大器有:- 压控放大器(Voltage-Controlled Amplifier):输出信号的幅度受控制电压的变化而变化。

- 流控放大器(Current-Controlled Amplifier):输出信号的幅度受控制电流的变化而变化。

- 反馈放大器(Feedback Amplifier):通过对输出信号进行反馈控制来实现放大功能。

2. 按照放大器的频率范围分类:放大器也可以根据其工作频率范围进行分类,常见的分类有低频放大器、中频放大器和射频放大器。

2.1 低频放大器:低频放大器主要用于放大低频信号,其频率范围一般在几赫兹(Hz)到几千赫兹(kHz)之间。

2.2 中频放大器:中频放大器广泛应用于无线通信和广播领域,其频率范围通常在几千赫兹(kHz)到几百兆赫兹(MHz)之间。

2.3 射频放大器:射频放大器主要用于无线通信和雷达等应用中,其工作频率范围一般在几百兆赫兹(MHz)到几十吉赫兹(GHz)之间。

3. 按照放大器的类型分类:另外,根据放大器的性质和应用领域,还可以将放大器分为几类,如以下几个例子所示:3.1 差分放大器(Differential Amplifier):差分放大器是一种常见的放大器电路,具有良好的抗干扰性能和共模抑制能力,常用于模拟信号的放大。

电压反馈和电流反馈运算放大器的比较

电压反馈和电流反馈运算放大器的比较

阻 R 2 和内部电路 C P 决定, 而与增益设置电阻 R 1 无 体管匹配, 将不会产生失调电压。
关。 因此, CFB 放大器适用于带宽可编程放大器。
两个输入端是两个晶体管的基极。 虽然基极电
由(10) 式还可以看出, 对于 CFB 放大器, 如果 流 (偏置电流) 的绝对大小会随工艺及温度的变化而
(S ichuan Institu te of S olid 2S ta te C ircu its, C h ina E lectron ics T echnology G roup C orp ora tion, C hong qing 400060, P 1 R 1 C h ina)
Abstract: D ifferences betw een cu rren t feedback (CFB ) and vo ltage feedback (V FB ) op erational am p lifiers are
V o l133, № 2 A p r12003
文章编号: 100423365 (2003) 0220132204
电压反馈和电流反馈运算放大器的比较
庞佑兵, 梁 伟
(中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060)
摘 要: 从闭环特性、开环特性、输入级、噪声等几个方面, 对电流反馈 (CFB ) 放大器和电压反馈 (V FB ) 放大器进行了详细的比较, 得出了 CFB 放大器和 V FB 放大器的一些基本特性和应用场合。 通过对这两种电路的比较, 有助于电路设计师在实际应用中选择最适合自己要求的运算放大 器。
CFB 放大器的开环跨导增益 Z (s) 均为无穷大。 因 此, 对于同相放大器, 其电路的理想传输特性推导如 下:
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Current Feedback Amplifiers National Semiconductor Corporation电流反馈放大器美国国家半导体公司Current Feedback Amplifiers声明:本文为中国电子网社区网友NE5532翻译,在翻译中得到了中国电子网和广大社区网友的帮助,在这里一并致谢。

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西南科技大学(SWUST)江海波(NE5532)2004-7电流反馈放大器1. The Conventional OP Amp (6)2. Gain Bandwidth Tradeoff (10)3. Slew-Rate Limiting (13)4. The Current-Feedback Amplifier (16)5. No Gain-Bandwidth Tradeoff (22)6. Absence of Slew-Rate Limiting (25)7. Second-Order Effects (27)8. CF Applications Considerations (32)9. CF Integrators (34)10. Stray Input-Capacitance Compensation (36)11. 译注: (37)Current Feedback AmplifiersIn their effort to approximate the ideal OP amp, manufacturers must not only maximize the open-loop gain and minimize input-referred errors such as offset voltage, bias current, and noise, but must also ensure adequate band-width and settling-time characteristics. Amplifier dynamics are particularly important in applications like high-speed DAC buffers, subranging ADCs, S/H circuits, ATE pin drivers, and video and IF drivers (Reference 1)Being basically voltage-processing devices, OP amps subject to the speed limitations inherent to voltage-mode operation, stemming primarily from the stray capacitances of nodes and the cutoff frequencies of transistors. Particularly severe is the effect of the stray capacitances between the input and output nodes of high-gain inverting stages because of the Miller effect which multiplies the stray capacitance by the voltage gain of the stage.On the other hand, it has long been recognized that current manipulation is inherently faster than voltage manipulation. The effect of stray inductances in a circuit is usually less severe than that of its stray capacitances, and BJTs can switch currents much more rapidly than voltages. These technological reasons form the basis of emitter-coupled logic, bipolar DACs, current conveyors, and the high-speed amplifier topology know as current-feedback (Reference 2)For true current-mode operation, all nodes in the circuit should ideally be kept at fixed voltages to avoid the slow-down effect by their stray capacitances. However, since the output of the amplifier must be a voltage, some form of high-speed voltage-mode operation must also be provided at some point. This is achieved by employing gain configurations that are inherently immune from the Miller effect, such as the common-collector and the cascode configurations, and by driving the nodes with push-pull stages to rapidly charge/discharge their stray capacitances.To ensure symmetric rise and fall times, the NPN and PNP transistors must have comparable characteristics in terns of cutoff frequency. Traditionally,monolithics PNP’s have been plagued by much poorer performance characteristics than their NPN counterparts. However, the recent development of truly complementary high-speed processes makes it possible to achieve monolithics speeds that were hitherto available only in hybrid form. t fThe advantages of the current-feedback topology are best appreciated by comparing it against that of the conventional OP amp (Reference 3, Reference 4).电流反馈放大器在我们为实现理想OP放大器的努力中,生产商所要做的不仅仅是增大开环增益,减小输入相关的误差因素,例如失调电压、偏置电流,噪声情况,也应该确保足够带宽和建立时间特性。

在高速DAC和ADC系统、S/H(采样保持电路)、ATE(Automatic Test Equipment 自动测试系统)驱动器、视频系统和信号采集驱动器的应用领域,放大器的动态指标就显得尤为重要了。

(见参考文献1)作为一个电压处理型的器件,OP的速度被其内部特性所限制,主要是节点杂散电容和晶体管截止频率的瓶颈影响。

其中最严重的是杂散电容的影响,在作为高增益反相放大级使用的时候,杂散电容将造成输出和输入点之间的偶合,并且由于弥勒效应的影响,杂散电容的(效应)将被本级所放大。

另一方面,我们早就认识到,对电流信号处理的速度在本质上高于对电压信号的处理速度。

在电路中,杂散电感的影响比杂散电容要小得多;另外,三极管切换电流信号的速度也比切换电压信号要快得多。

以这些理论为支持,射极耦合器件、双极DAC、电流传送器,以及被称为电流反馈运放的高速运算放大器技术。

(见参考文献2)要想实现真正的电流处理,电路中的所有节点都应该保持在一个固定的电压上,以避免由于杂散电容带来的缓变现象。

但是,由于OP输出的必须是一个电压量,在一些节点上我们也要采用高速电压处理的措施。

采用一些在结构上能够避免弥勒效应的电路,如采用共集电极(射极跟随器)、共射——共基结构,采用推挽电路来驱动节点,以使得其能够对杂散电容迅速充电、放电。

为了确保上升时间和下降时间的对称性,推挽结构使用的NPN管和PNP管必须要有相匹配的性能参数,特别是截至频率f t。

在传统的单片IC中,PNP管的性能较其配对的NPN管低很多的情况一直困扰着我们。

但是,近期真互补高速工艺的发展,使得对管能够达到单片IC 的速度,但迄今为止,这仅限于混合模式中。

于传统模式的OP相比较,可以让我们更深入地了解电流反馈OP的优势所在(见参考文献3、参考文献4)。

Current Feedback Amplifiers1. The Conventional OP Amp传统运算放大器:The conventional OP amp consists of a high input-impedance differential stage followed by additional gain stages, the last of which is a low output-impedance stage. As shown in the circuit model of Figure 1A, the OP amp transfer characteristic isd o V jf a V )(=------- (1)Whereis the output voltage; o V n p d V V V −= is the differential inputvoltage; and , a complex function of frequency, is the open-loopgain. )(jf a t fConnecting an external network as in Figure 1b creates a feedback path along which a signal in the form of a voltage is derived from the output and applied to the non-inverting input. By inspection.o i d V R R R V V 211+−=------- (2)Substituting into Eq. (1), collecting, and solving for the ratio V yields thefamiliar non-inverting amplifier transfer characteristic i o V /)(/111)1()(12jf T R R V V jf A i o ++==∆------- (3)Where represents the closed-loop gain, and)(jf A电流反馈放大器12/1)()(R R jf a jf T +=-------(4)Represents the loop gain.The designation loop gain stems from the fact that if we break the loop as in Figure 2a and inject a test signal withsuppressed, the circuit will firstattenuate to produce x V i V x V 12/R R V xn =1+V and then amplify to producen VCurrent Feedback Amplifiersn o aV V −=/V o T . Hence, the gain experienced by a signal in going-around theloop is . The negative of this ratio represents theloop gain, )/1(12R R a V x +−=)/(x o V V −≡ Hence, Eq. (4).12/1R R +d V ∞→d p V o a V (a n V =V V −=The loop gain gives a measure of how closeA is to the ideal value, also called the noise gain of the circuit. By Eq. (3), the larger T ,the better. To ensure substantial loop gain over a wide range of closed-loop gains, OP amp manufacturers strive to makeA as large as possible.Consequently, will assume extremely small values since . Inthe limitwe obtain V , that is, . This forms thebasis of the familiar OP amp rule: when operated with negative feedback, an OP amp will provide whatever output voltage and current are needed to ideally force to follow . a V V o d /=0→p n V V →传统的运算放大器由一个高输入阻抗的差分放大器和一个高增益的放大级组成,其中放大级的末级为一个低输出阻抗的放大器。

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