电流负反馈放大器

电流反馈型运放【TI FAE 分享】 作者 deyisupport 发表于 2013-8-12 8:47 刚开始使用电流反馈型运放时，总会从资料上看到这样的信息：电流反馈型运放直流特性不好，适合放大高频的交流信号；带宽不因频率增加而减小，也就是没有增益带宽积的概念；再深一点，CFB 运放的反馈电阻需为恒定的值。为了弄清楚这些问题，我看过很多英文应用手册。但看完之后，总觉得云里雾里，不知所云。终有一天，认真推导了电流反馈运放传递函数后恍然大悟，从理论上明白了电流反馈运放的原理。现在整理总结一下我的学习过程，希望对大家有用。 我们开始研究电流反馈型 CFB 运放就从下面这个原理框图开始。 首先，CFB 运放的输入端不是电压反馈型放大电路的差分输入端，而是一个从 V+到 V-输入端的一个增益为的跟随电路，这个增益非常接近于 1，实际约为 0.996 或更高的值，但肯定小于 1.00。（如下图所示的CFB 与VFB 输入级的对比）这个跟随输入极有一个输出电阻Ri,理论上这个电阻应该等于0，但实际上为几欧到几十欧的水平。用于反馈的误差电流信号就从 Ri 上流过从 V-端口流出或流入。关于CFB 运放的输入级以后会专门拿出一小节来分析，且耐心等待。这里只要理解为电流反馈运放的输入级是一个从 V+至 V-的跟随器就好了。 (a)VFB 运放输入级 (b)CFB 运放输入级 误差电流通过镜像到第二级的增益阻抗 Z(s )上形成电压。注意，CFB 运放的第二级不是电压增益 G，而是互阻增益 Z(s )。这是因为运放的输出是电压，而误差信号是个电流，只有通过互阻抗来实现 I－V 变换。Rg 和 Rf 是用于设定增益的反馈网络电阻。与VFB 运放很相似，很好理解。 上一小节从CFB 运放的原理框图解释了CFB 的内部原理。这一小节我们就来用简单的数学公式推导一下 CFB 运放的传递函数，从而揭示为什么 CFB 运放为什么需要固定反馈电阻的值。 还是看着下面的图，请拿出笔来纸来，如果想真正搞明白电流反馈运放的传递函数公式，明白的像电压反馈运放那样的话，一定拿出笔来，一步一步的推导。 (1)对 V-输入端建立 KCL 方程，可得下式，这一步很容易理解。 对方程进行整以，乘以 Rf，并移相把 V-移到右边，得到方程式 1： （方程式 1） (2)又由于V+输入端到V-输入端是一个增益为，输出阻抗为Ri 的跟随电路。可以得到V-输入端的电压值： （方程式 2） (3)又由于运放的输出电压等于，误差电流 Ierr乘以第二级的互阻抗： 这样我们...