今天我們來學(xué)習(xí)運(yùn)放的頻率特性等效電路。
一、頻率特性等效電路
學(xué)習(xí)運(yùn)放我們知道運(yùn)放內(nèi)部為三級結(jié)構(gòu)：輸入級、中間級和輸出級。
每一級都可以等效為一個(gè)帶寬無限寬的放大器和一個(gè)RC低通網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)。如下圖。
由于各級電路的電路形式以及增益不同，故等效的RC時(shí)間常數(shù)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(shí)間常數(shù)最小。
運(yùn)放的開環(huán)低頻增益相當(dāng)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(shí)間常數(shù)最大，即截止頻率最低。
二、RC低通的特性
1、電路形式
2、傳遞函數(shù)
3、RC低通的特性
幅頻特性和相頻特性
三、RC高通的特性
1、電路形式
2、傳遞函數(shù)
3、RC高通的特性
幅頻特性和相頻特性
四、穩(wěn)定性的概念
運(yùn)放內(nèi)部的三級電路在一定的頻率上都會產(chǎn)生相移。頻率越是接近或超過每級電路的等效RC低通網(wǎng)絡(luò)的特征頻率(fo)所產(chǎn)生的相移越大(同時(shí)該級傳輸系數(shù)越小)。
每級電路的最大相移不超過90°
當(dāng)某個(gè)頻率上三級電路的累積相移達(dá)到180°時(shí)，則運(yùn)放在該頻率上輸出正弦波將與輸入正弦波反相。
由于運(yùn)放在線性應(yīng)用時(shí)必然采用負(fù)反饋，而運(yùn)放在某個(gè)頻率上反相，此時(shí)，在該頻率上負(fù)反饋將演變成正反饋。
如果在滿足相位條件的這個(gè)頻率上同時(shí)還滿足AF>1，則將產(chǎn)生自激振蕩。
此時(shí)運(yùn)放構(gòu)成的線性電路將無法正常工作。——稱為不穩(wěn)定。
所以，運(yùn)放的穩(wěn)定性指的是：運(yùn)放不產(chǎn)生自激振蕩的可能性。
在運(yùn)放所構(gòu)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(yùn)算處理電路等)，能否穩(wěn)定工作是必須要考慮的問題。 |
