5.4.3增益帶寬積

問題： 一個(gè)晶體管，兩個(gè)耦合電容--波特圖的高頻不變，低頻段在某處40dB-》兩級(jí)高通電路的疊加（耦合電容）

dB上來說：三級(jí)放大電路，高頻最大phase shift

單管放大電路的最大phase shift：-90

三級(jí)：-270。（phase multiplication-》addition）

5.5 多級(jí)放大電路的frequency response

基本原則：總的phase shift和gain（dB）為各級(jí)放大電路phase shift和gain之和。

問題：截至頻率

先看一樣的：兩個(gè)一級(jí)的疊加

一級(jí)放大電路的下限截至頻率（fL1），fH1

兩級(jí)的電路中，截至頻率發(fā)生變化。

截至頻率的含義：最大值的0.707。

多級(jí)放大電路的截至頻率：從基本定義出發(fā)。多級(jí)放大電路的放大倍數(shù)為原來的0.707，對(duì)應(yīng)的頻率。

單擊放大電路的截至頻率：fH1，fL1。合成的兩級(jí)放大電路：不能用原來的，下降了6dB，應(yīng)該下降3dB。對(duì)應(yīng)的phase變?yōu)榱?0度。

新的截至頻率為兩級(jí)放大電路3dB對(duì)應(yīng)的頻率。

兩級(jí)放大電路的通頻帶narrow。

多級(jí)放大電路的fL的關(guān)系：fL2=sumf2（root sum square）

兩級(jí)放大電路的Au表達(dá)式，算表達(dá)式為原來的0.707的時(shí)候，下面 變?yōu)?.414。

Au為

分母為1.414時(shí)候，忽略higher order terms

得到：1+sumfL/f約等于2，變形得到上面的結(jié)果。

高頻段的上限截至頻率：倒數(shù)平方和。

因?yàn)楹雎粤薶igh orders，加上一個(gè)修正系數(shù)：1.1

more stages，fL larger, fH smaller, bandwidth smaller

如果某一個(gè)fL遠(yuǎn)大于另一個(gè)，最大的fL幾乎決定一切。

fH同樣的道理。

fL怎樣更小，fH怎樣更大。

RC乘起來最小的，對(duì)下限截至頻率影響最大。

RC乘起來最大，對(duì)上限截至頻率影響最大。

分離元件放大電路至此已經(jīng)講解完畢。

回顧：

中頻段的單擊放大電路-》多級(jí)放大電路

所有頻段的單擊放大電路-》多級(jí)放大電路

下面：集成！?。?/p>

三極管之所以作用這么大，是因?yàn)樗梢约伞?/p>

上億個(gè)元器件集成在一個(gè)芯片上，芯片也是很小。

非常重要的集成電路：集成運(yùn)算放大器。

第四章：集成運(yùn)算放大電路

用處：實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的比例運(yùn)算，加減乘除，積分微分指數(shù)對(duì)數(shù)。產(chǎn)生波形，波形的整形，濾波，整流.

4.1 概述

4.1.3 電壓傳輸特性

輸入信號(hào)：同向端減去反向端

兩端水平線代表飽和了。

所以放大區(qū)域很窄。

傳輸特性：開環(huán)放大倍數(shù)

U0=A0d*(Up-Un)，前提是在線性區(qū)

基本上拿過來就飽和了。重點(diǎn)：開環(huán)！奇跡出現(xiàn)--閉環(huán)。

需求：高增益、集成。

為了使用：閉環(huán)策略。

第七八章：正式使用。

同向端反向端：UN=0，U0和UP相位相同

另一個(gè)相反。

集成電路無法用阻容式耦合，只能直接耦合。

輸出：差放。

中間級(jí)：共射。－》ＲＣ電阻盡可能大，但是需要較大電源。 -》電流源

問題：如何制造電流源。

重點(diǎn)：如何制造各種電源。

輸出級(jí)：互補(bǔ)對(duì)稱。

有哪些電路：

4.2 電流源

4.2.1 基本電流源

1. 鏡像電流源

IB0=IB1->IC0=IC1

調(diào)節(jié)IR可以調(diào)節(jié)IC1

第28節(jié)：集成運(yùn)放的電流源電路

介紹：為什么需要電流源。

集成運(yùn)放很重要；欠缺的知識(shí)：如何集成。

第四章核心內(nèi)容：電流源，學(xué)習(xí)他的目的：

高的動(dòng)態(tài)電阻；提供靜態(tài)工作點(diǎn)不用提供很大電壓。

解釋：集成運(yùn)放需要大電阻，但是很難制作，（因?yàn)樾枰^大的電壓放大倍數(shù)），為了有較好的抗干擾，需要較大的Re電阻，這些都可以通過電流源代替。

總體來說，電流源提高了總體的集成性，動(dòng)態(tài)的時(shí)候提供了電阻和工作點(diǎn)。

鏡像電流源

通過IR控制IC1（因?yàn)镮B0=IB1，就是IC0=IC1，IR控制IC0）

但是不能帶著beta，因?yàn)樗遣环€(wěn)定的量，所以需要beta很大，使得可以整體看作1。多大：beta遠(yuǎn)大于2。

鏡像電流源的問題：

當(dāng)IC1要求比較大，那么IR需要很大。但是IR上升，電阻R的功耗上升，這樣不好：消耗電功率；發(fā)熱。

辦法：

用小電流控制大電流，不用鏡像->比例電流源。

比例電流源：

計(jì)算兩側(cè)的KVL方程：

UBE0和UBE1基本相同，則IE0*Re0=IE1*Re1；

則IC0*Re0=IC1*Re1；由此實(shí)現(xiàn)比例控制。當(dāng)beta很大，IB0和IB1可以忽略，所以IC0約等于IR。

另外一個(gè)需要：特別小的電流（即使微安）

如果想要特別小的IC1，需要把Re0短路構(gòu)成了：

微電流源

問題：怎么控制：需要和IR建立聯(lián)系。

IE=IS*（exp(U/UT)-1)

很多情況下并不滿足beta很大

改進(jìn)型電流源：

1. 加射級(jí)輸出器

分流減?。惶摼€Re2：提供一點(diǎn)電流，使得beta稍微大一些來達(dá)到較大的放大倍數(shù)。

威爾遜電流源：beta影響降低。

平方項(xiàng)，即使beta較小，Ic2基本上等于IR。

IC的溫度穩(wěn)定性很高（等效成靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大電路）

問題：電流源怎么用？1.直流偏置2.負(fù)載

希望：一個(gè)IR控制一批電流源

差放如果連接電流源當(dāng)作負(fù)載：

差放：?jiǎn)味溯敵龇糯鬁p小。

該電路：I0=2IC1

完全抑制共模信號(hào)（和雙端輸出有異曲同工之妙）

P31：反饋的判斷方法

先判斷是否有負(fù)反饋：

注意：電流源。--負(fù)反饋。

u0變?yōu)?，電壓負(fù)反饋。

如果換成電壓源，沒有反饋。

輸出電壓置零，反饋依然存在，所以是電流負(fù)反饋。

另一個(gè)例子：

U0短路之后，電壓沒有反饋。--電壓負(fù)反饋

負(fù)反饋，電壓短路依然還是負(fù)反饋，因?yàn)镽取得是Ie電流-電流負(fù)反饋。

二：串并聯(lián)反饋

凈輸入信號(hào)：輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的疊加。

反饋信號(hào)和輸入信號(hào)一定是相同量綱的信號(hào)。

電壓的疊加：串聯(lián)。

串聯(lián)：相異端子

并聯(lián)：相同端子

負(fù)反饋放大電路的方塊圖

負(fù)反饋電路的A很不穩(wěn)定，受外界影響，會(huì)上下波動(dòng)。

如果是深度負(fù)反饋，和A無關(guān)，F(xiàn)溫度穩(wěn)定性相當(dāng)好。

集成運(yùn)放的時(shí)候，A很大，結(jié)果沒法用，上去就飽和了，所以引入深度負(fù)反饋，最終放大倍數(shù)和F相關(guān)。

一旦引入深度負(fù)反饋，整個(gè)多級(jí)放大電路，只取決于F。多級(jí)電路的目標(biāo)只是足夠大而已，

當(dāng)說Af=1/f，究竟忽略了誰(shuí)？-> 忽略了Xi'，認(rèn)為Xi'=0，即，忽略了凈輸入量 -> 虛短的概念

第六個(gè)問題：

Xi'=Xi-AFXi' -> 負(fù)反饋

一般說的是中頻段，這時(shí)候是負(fù)反饋。

但是，可能會(huì)-變成+：如果向高頻段移動(dòng)的時(shí)候，A和F都會(huì)出現(xiàn)相移，如果相移180，-變+??！

下面的問題：

1. 深度負(fù)反饋，閉環(huán)函數(shù)
2. 負(fù)反饋放大電路中的負(fù)反饋對(duì)性能有什么影響
3. 什么時(shí)候負(fù)反饋?zhàn)冋答?，如何避免?/li>

問題1. 如何分析負(fù)反饋放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)。

四種組態(tài)電路的方塊圖

第一種：

輸出電壓，輸入電壓，凈輸入電壓，串聯(lián)：電壓串聯(lián)負(fù)反饋

Ui, Ui', Uf, U0，都是電壓量。

A（開環(huán)放大倍數(shù)）：Auu。

Auu=U0/Ui'。

Fuu=Uf/U0

整個(gè)閉環(huán)：Auuf=U0/Ui=Auu(1+Auu*Fuu)

深負(fù)負(fù)反饋中，以上=1/Fuu=U0/Uf。

所以深度負(fù)反饋，求出F可以求出Af。

電流串聯(lián)負(fù)反饋。

Ui, Ui', U0, I0（輸出是I0）

Aiu=I0/Vi'

Fui=Uf/I0

Aiuf=I0/Ui=1/(Fui)

如果求Auuf=U0/Ui

首先求Fui，然后退出Aiuf，Auuuf=U0/Ui=I0*RL/Ui=Aiuf*RL

電壓并聯(lián)負(fù)反饋

Ii,Ii', If ->Ｕ0

Aui=U0/Ii'

Fiu=If/U0

Auif=1/Fiu

電流并聯(lián)，

Aiif=1/Fii

問題：如果求Auu，Ii如何變成Ui？

深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)和放大倍數(shù)

深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)：忽略了凈輸入量。

由此閉環(huán)放大系數(shù)是反饋系數(shù)的倒數(shù)。

所以需要求解F來獲得系統(tǒng)的表現(xiàn)。

分析步驟1. 判別組態(tài)，反饋網(wǎng)絡(luò)

分析步驟2. 求F（反饋系數(shù)）

分析步驟3. 求Af（Af=1/F)

分析步驟4. Auuf

各種組態(tài)分析

1. 電壓串聯(lián)負(fù)反饋

反饋兩和輸出量之間關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)：反饋網(wǎng)絡(luò)

Fuu=R1/(R1+R2)

Auuf=1/Fuu

U0對(duì)Ui實(shí)現(xiàn)了比例放大，y=kx

用實(shí)質(zhì)來分析：忽略了凈輸入量，Up=Un

通過虛段可以得到同樣的結(jié)論。

Uf不取自于U0

分析可知，電流串聯(lián)負(fù)反饋，F(xiàn)ui=Uf/I0。

I0完全流過R，所以Fui=R

Aiuf=I0/Ui=1/R

表明的運(yùn)算關(guān)系：I0=Ui/R。

把一個(gè)電壓轉(zhuǎn)化為電流。

Auuf=U0/Ui=RL/R。

U0=RL/R*Ui。

問題：U0和Ui也是比例關(guān)系，所以U0也是電壓源？XXXRL是變化的。

但是I0和RL無關(guān)，所以是電流源。

如果利用虛短的概念，會(huì)更加方便的得到結(jié)論。

電壓并聯(lián)負(fù)反饋

Fiu=If/U0

If和U0的關(guān)系：反饋量只是輸出量的函數(shù)，所以If=-U0/Rf--1/Rf。

Auif=-Rf。

變成電壓源：

前端是一個(gè)電流源，電壓放大倍數(shù)：Ausf=U0/Us

Us是Ii*Rs（虛短）=-Rf/Rs

第四個(gè)：

用虛短的方法分析：Up=Un（深度負(fù)反饋）

前面是Ii，Un=Up=0.

Ii=If（虛斷），Up=U0-if*R1-

i0=U0/RL,

If=-R2/(R1+R2)*i0

求U0和Ui的關(guān)系：

首先極間反饋：電流串聯(lián)負(fù)反饋。

負(fù)反饋對(duì)放大電路的穩(wěn)定性

6.5.4 減小非線性失真