使用双向块的反馈

文章作者:塞尔吉奥·弗兰科

这个负反馈系列的第一个博客[1]从一个经典的框图开始，其中放大器和反馈网络都被假定为单向．后续的博客[2]、[3]和[4]采用自下而上的方法研究了反馈网络通常是双向．

现在是时候讨论最普遍的情况，也就是放大器双向．为此，考虑图1中的电路一个，其中放大器的双向性用提出增加一个和反向获得b．(反馈网络也是双向的，因为存在r_o．)

图1（一个带有双向放大器的经典非反相配置，以及(b)标记电路以便直接分析。

电路在经典的非反相放大器配置中工作，目的是接近理想的闭环增益

但是，实际电路与(1)式有多接近呢?为了简化公式，也为了便于对电路产生直观的感觉，让我们假设整个电路的电阻都是相同的，

所以一个_理想的= 1 + 10/10 = 2 v / v。这个电路非常简单，我们可以直接找到它的闭环增益。参照图1b，则在节点处应用KCLv_n写

根据叠加原理

用式(2)的值替换电阻，消去v_n，收集，我们得到

在极限情况下一个→∞一个→2 / (1 -b)，这是一个很大的差距一个= 2 V / V。然而,如果b= 0，那么电路就给出了一个→2 v / v (=一个_理想的）.更奇怪的是b= 1，得到一个= (2一个+ 1) / 6→一个/3，表示电路现在将被放大约1/3的全开环增益!

渐近增益模型(AGM)

为了获得更好的感觉，让我们表达一个按照渐近获得模型［2］

在哪里T为环路增益，一个_∞闭环增益是否在极限内T→∞,一个₀闭环增益是否在极限内T→0。后者源于信号馈通绕过误差放大器和通过反馈网络，因此它被恰当地称为直通的获得．下面是计算T，一个_∞,一个₀为图1所示电路一个．

让我们找到T通过电压注入方法[3]。为此，我们无效v_我我们注入一个测试电压v_t与光源串联av_d，如图2所示。很容易看出v_我= 0时，相关源模型正向增益为-av_n,如图所示。因此,v_r= -av_n．此外,由于r_o＝R₂(= 10 kΩ),v_o的平均值v_n和v_f,或v_o= (v_n+v_f) / 2。氯化钾在节点v_n给了

图2电路找到T用于图1中的放大器。

替换v_n= -v_r/一个和v_o= (-v_r/一个+v_f)/2，得到式(2)的条件下，

我们观察到放大器是单向的(b= 0)，电路就会失效T＝一个/ 5。显然，存在b≠0必然会改变电路的分频，从而改变相位裕度。更奇怪的是b= 1，因为那时我们就有了T= 0 !

由式(5)可知T→没有必要找一个_∞是通过让一个→∞。这给了v_d＝v_o/一个→v_o/∞= 0，则逆变输入电压为v_我，如图3所示一个．注意，即使v_d= 0，我们有我_我≠0，因为电压的关系bv_o．事实上，根据欧姆定律我_我＝bv_o/r_我．此外，KVL和KCL，

收集并求解比例v_o/v_我给了

图3寻找电路(一个)一个_∞和(b)一个₀用于图1中的放大器。

因此,确认一个_∞≠一个_理想的．很明显一个_∞接近一个_理想的，则电路必须满足条件

单向放大器当然满足这个条件，因为它们有b= 0。它也满足双向放大器具有r_我=∞。有趣的是，单位增益电压跟随器也会遇到这种情况R₂= 0。然后，在极限中一个→∞v_o→v_我尽管放大器是双向的!

由式(5)可知T→0必须找到一个₀是通过让一个→0。这将我们引向图3中的电路b，即节点处的电压与R₁和R₂表示为2v_o．氯化钾,

收集并求解比例v_o/v_我式(2)的条件下，

作为检验，你可以很容易地验证将(5)(6)(8)式代入(4)式会得到(3)式。

一个设计良好的电路在足够宽的频率范围内可能满足式(7)的条件，但在高频，即交叉频率所在的位置，可能会引起寄生现象b在某些放大器类型中上升。结合高频趋势r_我电容性地表现电容性的和r_o为了表现电感性，双向性往往会影响电路的稳定条件。

塞吉奥弗朗哥作者，大学教授(现名誉退休)。

参考文献

［1］消极反馈的魔力

［2］负反馈电路中的馈通

［3］环路增益测量