负反馈电路的双端口分析GydF4y2Ba
文章作者:Sergio FrancoGydF4y2Ba
双端口分析广泛用于负反馈电路的研究。GydF4y2Ba
编辑注意：GydF4y2Ba我正在向EDN发布这篇优秀的技术文章，以便您将全部意识到塞尔吉奥弗朗普教授在EDN上有权获得的博客GydF4y2Ba模拟字节GydF4y2Ba．此博客具有一些非常巨大的工程分析，为工程师提供了深入的洞察力。GydF4y2Ba
-GydF4y2Ba史蒂夫TaranovichGydF4y2Ba
双端口（TP）分析广泛用于负反馈电路的研究。这种类型的分析要求我们首先确定哪一个GydF4y2Ba四个拓扑GydF4y2Ba手上的电路属于（系列分流，分流系列，系列系列或分流器），然后我们合适GydF4y2Ba调整GydF4y2Ba基本放大器以便考虑GydF4y2Ba加载GydF4y2Ba通过反馈网络[1]。教科书确实指定TP分析假设某些近似，以便其结果不一定GydF4y2Ba确切的GydF4y2Ba．但是，通过显示TP分析不足的实际实施例[2]，没有许多教科书将进一步进入这个问题，如果没有完全不足;因此，在熟练掌握TP分析之后，可能会错误地试图将其结果带到GydF4y2Ba确切的GydF4y2Ba．让我们用的电压跟随器来说明GydF4y2Ba图1GydF4y2Ba作为一种交通工具。GydF4y2Ba
图1GydF4y2Ba（GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba）电压跟随器和（GydF4y2BaB.GydF4y2Ba）它的小信号等价物。认为GydF4y2BaGGydF4y2BamGydF4y2Ba= 20 mA / v，GydF4y2BaR.GydF4y2Ba πGydF4y2Ba= 2.5 kΩ,GydF4y2BaR.GydF4y2BaO.GydF4y2Ba=50kΩ，和GydF4y2BaR.GydF4y2Ba 1GydF4y2Ba=GydF4y2BaR.GydF4y2Ba 2GydF4y2Bak = 1.0Ω。GydF4y2Ba
的电压跟随器GydF4y2Ba图1GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba形成一个GydF4y2Ba分别GydF4y2Ba配置，它足够简单，我们可以找到它GydF4y2Ba确切的闭环增益GydF4y2Ba直接GydF4y2Ba．参考其AC等价物GydF4y2Ba图1GydF4y2BaB.GydF4y2Ba，我们使用节点分析，并易于找到熟悉的表达[2]：GydF4y2Ba
接下来，我们使用GydF4y2BaTP分析GydF4y2Ba使电路以方框图的形式GydF4y2Ba图2GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba， 在哪里GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba摩擦GydF4y2Ba是基本放大器的增益GydF4y2Ba修改GydF4y2Ba以便携带载入，和GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba理想的GydF4y2Ba闭环增益在极限GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba摩擦GydF4y2Ba该电路的增益为我们熟悉的形式[2]:GydF4y2Ba
其中比率GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba摩擦GydF4y2Ba/GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba理想的GydF4y2Ba也被称为GydF4y2Ba循环收益GydF4y2Ba．参照GydF4y2Ba图2GydF4y2BaB.GydF4y2Ba，我们写，通过检查，GydF4y2Ba
图2GydF4y2Ba（GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba）TP分析的框图，和（GydF4y2BaB.GydF4y2Ba)电路，以找出修正的增益GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba摩擦GydF4y2Ba=GydF4y2BaV.GydF4y2BaO.GydF4y2Ba/GydF4y2BaV.GydF4y2Ba一世GydF4y2Ba．GydF4y2Ba
的条件GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba摩擦GydF4y2Ba→∞需要找到GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba理想的GydF4y2Ba通过放手实现GydF4y2BaGGydF4y2BamGydF4y2Ba→∞。这导致了这一点GydF4y2BaV.GydF4y2BaπGydF4y2Ba→0，所以电流通过GydF4y2BaR.GydF4y2BaπGydF4y2Ba（而且，通过GydF4y2BaR.GydF4y2Ba1GydF4y2Ba）倾向于零，表明这一点GydF4y2BaV.GydF4y2BaO.GydF4y2Ba→GydF4y2BaV.GydF4y2Ba一世GydF4y2Ba．最后，GydF4y2Ba
一种GydF4y2Ba理想的GydF4y2Ba= 1 v / v（3GydF4y2BaB.GydF4y2Ba）GydF4y2Ba
替换GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba摩擦GydF4y2Ba和GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba理想的GydF4y2Ba进入等式（2），我们得到GydF4y2Ba
在表达式中刻意显示“0”的位置GydF4y2Ba一种GydF4y2BaTP.GydF4y2Ba将其与表达式的相应的“1”进行对比GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba确切的GydF4y2Ba以上。使用组件值GydF4y2Ba图1GydF4y2Ba,我们得到GydF4y2Ba
一种GydF4y2Ba确切的GydF4y2Ba= 0.93458 V / VGydF4y2Ba一种GydF4y2BaTP.GydF4y2Ba= 0.93336 v / v（5）GydF4y2Ba
当前情况下，差异是最小的，这与低频操作有关，但在高频时变得更加明显，因为我们即将展示。GydF4y2Ba
为了调查频率行为，我们使用AC等价物GydF4y2Ba图3.GydF4y2Ba，包括基极-发射极电容GydF4y2BaCGydF4y2BaπGydF4y2Ba，寄生元件控制发射极跟随器的动力学。方程(1)和(4)的表达式仍然成立，只要我们进行替换GydF4y2Ba
图3.GydF4y2Ba包括电容GydF4y2Ba CGydF4y2Ba πGydF4y2Ba 调查频率响应GydF4y2Ba
后两个GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba确切的GydF4y2Ba和GydF4y2Ba一种GydF4y2BaTP.GydF4y2Ba成为功能GydF4y2BajGydF4y2BaωGydF4y2Ba．现在，考虑到GydF4y2BaωGydF4y2Ba→我们有GydF4y2BaGGydF4y2BamGydF4y2BaZ.GydF4y2BaπGydF4y2Ba（GydF4y2BajGydF4y2BaωGydF4y2Ba）→0，所以GydF4y2Ba
数学上，戏剧性的出发GydF4y2Ba一种GydF4y2BaTP.GydF4y2Ba从GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba确切的GydF4y2Ba源于前面提到的分母项“0”而不是“1”。在物理上，我们通过注意到在高频率下GydF4y2BaCGydF4y2BaπGydF4y2Ba两者都能解决短路问题GydF4y2BaV.GydF4y2BaπGydF4y2Ba和GydF4y2BaGGydF4y2BamGydF4y2BaV.GydF4y2BaπGydF4y2Ba会趋近于零，从而减小电路的GydF4y2Ba图3.GydF4y2Ba通过等式证实仅限分配器（7GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba）.显然，TP分析不能解释这一物理现实，因此其结果必须持保留态度。GydF4y2Ba
这是TP分析的一种优雅的替代方法，并且可以产生GydF4y2Ba确切的GydF4y2Ba是GydF4y2Ba退货率GydF4y2Ba（RR）分析GydF4y2Ba．这种类型的分析基于BOCK图GydF4y2Ba图4.GydF4y2Ba， 在哪里GydF4y2BaT.GydF4y2Ba是GydF4y2Ba退货率GydF4y2Ba有关的源建模放大器的增益，和GydF4y2Ba一种GydF4y2BaFT.GydF4y2Ba是GydF4y2Ba直通的获得GydF4y2Ba，即相关源设置为零时的增益。这个电路的增益采用[2]的形式GydF4y2Ba
找到GydF4y2BaT.GydF4y2Ba(也称为环路增益)和GydF4y2Ba一种GydF4y2BaFT.GydF4y2Ba对于我们的电压跟随器示例，请参阅交流等效物GydF4y2Ba图5.GydF4y2Ba．在GydF4y2Ba图5.GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba我们应用测试电流GydF4y2Ba一世GydF4y2BaT.GydF4y2Ba求出返回电流GydF4y2Ba一世GydF4y2BaR.GydF4y2Ba作为GydF4y2Ba
返回比例GydF4y2BaT.GydF4y2Ba的GydF4y2BaGGydF4y2BamGydF4y2BaV.GydF4y2BaπGydF4y2Ba那么Source是[1,2]GydF4y2Ba
图4.GydF4y2BaRR分析的框图。GydF4y2Ba
图5.GydF4y2Ba找到电路（GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba）回报率GydF4y2BaT.GydF4y2Ba源头GydF4y2BaGGydF4y2BamGydF4y2BaV.GydF4y2Ba πGydF4y2Ba， 和 （GydF4y2BaB.GydF4y2Ba）馈通获得GydF4y2Ba一种GydF4y2BaFT.GydF4y2Ba围绕同一个来源。GydF4y2Ba
在GydF4y2Ba图5.GydF4y2BaB.GydF4y2Ba我们用分压器公式来写GydF4y2Ba
计算GydF4y2BaT.GydF4y2Ba和GydF4y2Ba一种GydF4y2BaFT.GydF4y2Ba与组件值GydF4y2Ba图1GydF4y2Ba代入(8)式得到GydF4y2Ba
一种GydF4y2Barr.GydF4y2Ba= 0.91625 + 0.01833 = 0.93458 v / v（10）GydF4y2Ba
哪一个GydF4y2Ba恰逢GydF4y2Ba价值GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba确切的GydF4y2Ba等式（5）。实际上，将方程式（9）代入等式（8），可以用一点代数操纵来验证，表达GydF4y2Ba一种GydF4y2Barr.GydF4y2Ba恰逢GydF4y2Ba表达GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba确切的GydF4y2Ba．但是，从簿记的角度来看，GydF4y2Ba一种GydF4y2Barr.GydF4y2Ba有点有益，因为它由于前向增益而分别显示了组件，并且由于馈通而导致的组件。GydF4y2Ba
[继续阅读EDN US：GydF4y2Ba电流反馈放大器的情况GydF4y2Ba]GydF4y2Ba
塞尔吉奥佛罗文GydF4y2Ba是一位作家和名誉大学教授。GydF4y2Ba
参考文献GydF4y2Ba
［1]GydF4y2Ba双端口与回报率分析GydF4y2Ba
[2]GydF4y2Ba模拟电路设计：离散和集成GydF4y2Ba由塞尔吉奥佛朗哥GydF4y2Ba
[3]GydF4y2Ba寻求理想的晶体管？GydF4y2Ba
[4]GydF4y2Ba在电流反馈放大器的防卫GydF4y2Ba
R. D. Middlebrook，“反馈系统中环路增益的测量”，GydF4y2BaInt。j .电子产品GydF4y2Ba，卷。38，不。4，pp。485-512,1975。GydF4y2Ba
[6]GydF4y2Ba循环增益测量GydF4y2Ba