放大器可以用作衰減器嗎
出處:yizaisong 發(fā)布于:2010-10-13 11:33:14
這是一個(gè)非常有趣的問題。表面看來這似乎有悖常理,但實(shí)際上人們想這么做確實(shí)有一些很好的理由。對(duì)于運(yùn)算放大器來說,一個(gè)有用的功能就是阻抗變換。在運(yùn)算放大器之前,用上一個(gè)無源衰減器,或者將一個(gè)放大器用作衰減器,將能充分發(fā)揮運(yùn)算放大器的這一功能。不過,必須事先注意一些問題。
當(dāng)將放大器用作衰減器時(shí),放大器的增益小于單位增益(G < 1)。因此一個(gè)前提就是放大器必須配置成反相器,這是因?yàn)榉聪嘣鲆鏋镚 = –RF/RG,而同相增益為G=(RF/RG)+1。通過簡(jiǎn)單分析好像看出,可用作放大器/衰減器的可行配置就是反相,實(shí)際上未必,就像前面所述,加在同相放大器之前的無源衰減器提供同相輸出。但也可以用一個(gè)差分放大器或者差動(dòng)放大器,這兩者的增益都是G = RF/RG。于是,實(shí)際上既可以采用反相放大器、亦可以采用同相放大器作為衰減器…或者就作為放大器使用。
上面提到過將放大器用作衰減器時(shí)需要注意一些問題。首先,就是當(dāng)所用的反饋電阻阻值非常大的時(shí)候,這將帶來幾種隱患:一是系統(tǒng)噪聲增大,二是失調(diào)電壓變高,還有就是穩(wěn)定性問題。較大的反饋電阻,加上放大器的輸入和雜散電容,將會(huì)在放大器的反饋響應(yīng)中引入一個(gè)極點(diǎn),從而帶來附加相移,進(jìn)而減小放大器的相位裕度,并導(dǎo)致不穩(wěn)定。
還有一個(gè)更重要的考慮因素就是噪聲增益,以及它如何與放大器穩(wěn)定性相關(guān)。切記,這里指的是噪聲增益,而非決定放大器穩(wěn)定性的信號(hào)增益。無論是反相還是同相放大器,此噪聲增益都一樣,均與同相增益相等。例如一個(gè)反相放大器,其信號(hào)增益為-0.5,同時(shí)還有一個(gè)1.5的噪聲增益。一旦噪聲增益確定,就可以轉(zhuǎn)換成開環(huán)增益和相位圖,來檢查放大器的相位裕度和穩(wěn)定性。如果在所選噪聲增益上,其相位裕度為45°以上,該放大器工作才會(huì)穩(wěn)定,如果小于45°,就可能出問題。
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