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電流反饋放大器如何為我所用

電子設(shè)計 ? 來源:網(wǎng)友電子設(shè)計發(fā)布 ? 作者:網(wǎng)友電子設(shè)計發(fā)布 ? 2021-11-22 15:35 ? 次閱讀

作者:Xavier Ramus 德州儀器

電流反饋 (CFB) 放大器大部分歸屬高速放大器范疇。近年來所推出的大量良好應(yīng)用指南主要用來介紹應(yīng)用電流反饋放大器的工作以及其中所遇到的主要問題。這里我們將通過簡短的文字加以總結(jié)。

CFB 放大器具有一個高阻抗輸入(非反相輸入)、一個低阻抗輸入(反相輸入)以及一個輸出低阻抗。注意:為了便于討論,我會忽略電源引腳及禁用功能。

只要不加載輸入,非反相輸入端電壓便可看到高輸入阻抗。非反相輸入端電壓在通過緩沖器時會出現(xiàn)在反相輸入端。由于緩沖器不太理想,因此它會具有隨頻率變化的增益 a(s),DC 幅度非常接近 1V/V,通常為 0.996V/V。此外,緩沖器在理想情況下,輸出阻抗為 0W。實際上,輸出阻抗介于幾歐姆到幾十歐姆之間。目前我會忽略阻抗的電感分量。

緩沖器的作用有兩個:

1) 迫使反相節(jié)點電壓跟隨非反相輸入;

2) 提供一個用于疏導(dǎo)誤差電流的低阻抗路徑。

誤差電流通過緩沖器后,會通過高跨阻抗增益級傳輸至輸出端。關(guān)閉反饋環(huán)路可將誤差電流降到幾乎等于零,這種方式與電壓反饋放大器中將誤差電壓降至零的方式類似。

剩下的工作就是寫出如下方程并對其進行求解。

是噪聲增益,在所示的非反相配置情況下也是信號增益。

環(huán)路增益可表示為:

這對于理想的 CFB? 來說,是一個非常重要的公式,因為它表明了環(huán)路增益與反饋電阻的比例關(guān)系,因此反饋電阻可作為 CFB 的主要補償。事實上,增加反饋電阻及帶寬 (BW),不僅會降低反饋電阻,同時還可增大帶寬。實際上,不可能將反饋電阻降低到特定值以下,否則放大器會發(fā)生振蕩。

只要 ,帶寬就與增益不成比例,而且 CFB 可看作與增益帶寬結(jié)果無關(guān)。實際上,這在 時,對一階而言是成立。

CFB 還具備固有的高壓擺率和低偏置電流。輸入級是一個緩沖器,可提供盡可能多的電流,直到內(nèi)部晶體管飽和為止。該飽和的發(fā)生時間比傳統(tǒng)差分對輸入電壓反饋放大器 (VFB) 要晚得多。該特性十分重要,其可轉(zhuǎn)化成更高的全功率帶寬。

最后,CFB 并不適合所有應(yīng)用。它們最適合那些受噪聲增益增加影響最大以及僅需有限帶寬(幾百 MHz)但需要高增益的應(yīng)用。CFB 不太可能作為前端放大器使用,因為 VFB 支持更低噪聲,可帶來更好的效果。但作為二階,CFB 確實具備比任何 VFB 都要好得多的帶寬-靜態(tài)電流比。此外,CFB 還適合需要多個輸入的求和應(yīng)用。在這類應(yīng)用中,VFB 的帶寬會受到噪聲增益的限制。最后,最適合使用 CFB 的最新應(yīng)用就是線路驅(qū)動器,該應(yīng)用中一般同時需要高增益和高帶寬,而且具有高輸出電流與高壓擺率。

閱讀原文,請參見:http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2013/04/26/current-feedback-amplifier-how-do-i-make-it-work-for-me.aspx

編輯:jq

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