运放使用总结篇 运放的频率特性等效电路

Posted 2021-09-07 学工科的皮皮志^_^

文章目录

• 前言
• 一、频率特性等效电路
• 二、RC低通的特性
• • 1、电路形式
  • 2、传递函数
  • 3、RC低通的特性
• 三、RC高通的特性
• • 1、电路形式
  • 2、传递函数
  • 3、RC高通的特性
• 四、稳定性的概念

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前言

前几篇我们讲了
运放使用总结篇(1) 运算放大器基本概念简介
运放使用总结篇(2) 运算放大器使用注意事项
运放使用总结篇(3) 运放供电情况下的偏置
运放使用总结篇(4) 运放使用的指标
运放使用总结篇(5) 运放高频增益的制约因素
今天我们来学习运放的频率特性等效电路

一、频率特性等效电路

学习运放我们知道运放内部为三级结构：输入级、中间级和输出级。
每一级都可以等效为一个带宽无限宽的放大器和一个RC低通网络的级联。如下图。

由于各级电路的电路形式以及增益不同，故等效的RC时间常数也不同。
输出级为电压跟随器形式。其增益最低，但带宽最宽（即RC低通截止频率最高）。即RC时间常数最小。
运放的开环低频增益相当高（100dB以上）。这主要由输入级（差分放大器）和中间级（共射放大器）提供。
故输入级和中间级的RC时间常数最大，即截止频率最低。

二、RC低通的特性

1、电路形式

2、传递函数

3、RC低通的特性

幅频特性和相频特性

三、RC高通的特性

1、电路形式

2、传递函数

3、RC高通的特性

幅频特性和相频特性

四、稳定性的概念

1. 运放内部的三级电路在一定的频率上都会产生相移。频率越是接近或超过每级电路的等效RC低通网络的特征频率（fo）所产生的相移越大（同时该级传输系数越小）。
2. 每级电路的最大相移不超过90°
3. 当某个频率上三级电路的累积相移达到180°时，则运放在该频率上输出正弦波将与输入正弦波反相。
4. 由于运放在线性应用时必然采用负反馈，而运放在某个频率上反相，此时，在该频率上负反馈将演变成正反馈。
5. 如果在满足相位条件的这个频率上同时还满足AF＞1，则将产生自激振荡。
6. 此时运放构成的线性电路将无法正常工作。——称为不稳定。
7. 所以，运放的稳定性指的是：运放不产生自激振荡的可能性。
8. 在运放所构成的各种线性电路中（放大器、电压跟随器、有源滤波器以及各种运算处理电路等），能否稳定工作是必须要考虑的问题。