MT-033指南.PDFVIP

MT-033 指南 电压反馈型运算放大器的增益和带宽 简介 本教程旨在考察标定运算放大器的增益和带宽的常用方法。需要指出的是，本讨论适用于 电压反馈(VFB)型运算放大器——电流反馈(CFB)型运算放大器将在以后的教程(MT-034) 中 讨论。 开环增益 与理想的运算放大器不同，实际的运算放大器增益是有限的。开环直流增益(通常表示为 AVOL )指放大器在反馈环路未闭合时的增益，因而有了“开环”之称。对于精密运算放大器， 该增益可能非常高，为160 dB(1亿)或以上。从直流到主导极点转折频率，该增益表现平坦。 此后，增益以6 dB/8倍频程(20 dB/10倍频程)下降。(8倍频程指频率增加一倍，10倍频程指 频率增加十倍。)如果运算放大器有一个单极点，则开环增益继续以该速率下降，如图1A 所示。实际的运算放大器一般有一个以上的极点，如图1B所示。第二个极点会使开环增益 下降至12 dB/8倍频程(40 dB/10倍频程)的速率增加一倍。如果开环增益在达到第二个极点的频 率之前降至0 dB(单位增益)以下，则运算放大器在任何增益下均会无条件地保持稳定。数据 手册上一般将这种情况称为单位增益稳定。如果达到第二个极点的频率且闭环增益大于 1 (0 db)，则放大器可能不稳定。有些运算放大器设计为只有在较高闭环增益下才保持稳定， 这就是所谓的非完全补偿运算放大器。 然而，运算放大器可能在较高频率下拥有更多额外的寄生极点，前两个极点一般都是最 重要的。 OPEN OPEN LOOP LOOP 6dB/OCTAVE 6dB/OCTAVE GAIN GAIN dB dB 12dB/ OCTAVE 0dB 0dB LOG f LOG f (A) Single Pole Response (B) Two Pole Response 1：开环增益(波特图) (A) 单极点响应、(B)双极点响应 Rev.0, 10/08, WK Page 1 of 8 MT-033 有必要了解开环增益、闭环增益、环路增益、信号增益和噪声增益之间的区别。它们性质 类似、相互关联，但也存在差异。下面我们将详细讨论。 开环增益并不是一项精确控制的参数。其范围相对较大，在规格参数中，多数情况下均表 示为典型值而非最小/最大值。有些情况下，一般指高精度运算放大器，该参数会有一个 最小值。 另外，开环增益可能因输出电压电平和负载而变化。这就是所谓的开环增益非线性度。该 参数与温度也有一定的相关性。一般来说，这些影响很小，多数情况下都可以忽略不计。 事实上，一些运算放大器的数据手册中未必包含开环增益非线性度。 闭环增益 闭环增益指放大器在反馈环路闭合时的增益，与其相反，开环增益则是放大器在反馈环路 断开时的增益。闭环增益有两种形式：信号增益和噪声增益。下面对两者进行说明并加以 区分。 闭环放大器增益的经典表达式涉及开环增益。设G为实际闭环增益，NG