高速電流反饋運算放大器 (1)

1、現(xiàn)代電子技術(shù)高速電流反饋放大器Designed by：L電流反饋什么是電流反饋？Designed by：Lzy在理解電流反饋的工作方式時，理想電流反饋模型是一個很有效的工具。如圖所示為理想電流反饋模型。電流反饋什么是電流反饋？Designed by：Lzy在理解電流反饋的工作方式時，理想電流反饋模型是一個很有效的工具。如圖所示為理想電流反饋模型。對于電流反饋運放，有：Vo = ie*Zt 其中，ie 稱為誤差電流，Zt稱為運算放大器開環(huán)跨導增益。如果一個放大器的輸出是電壓，并且這個電壓和輸入電流有關(guān)，那么這個運放就被稱為跨導倒數(shù)放大器，因為其轉(zhuǎn)移函數(shù)等于一個阻抗，即Vo / ie = Zt 。

2、電流反饋什么是電流反饋？Designed by：Lzy在理想模型中引入負反饋，如圖所示，就變成了同相放大器。對于電流反饋運放而言，當引入負反饋時，那么負反饋最終會使誤差電流為零。這就是電流反饋這個術(shù)語的由來。為什么要用電流反饋CFA與VFA的差異：帶寬VS增益Designed by：Lzy電壓反饋放大器和電流反饋放大器與頻率相關(guān)的反饋模型為什么要用電流反饋CFA與VFA的差異：帶寬VS增益Designed by：Lzy對于VFA而言，在其正常工作的頻帶范圍內(nèi)，有如下推導可以看出電壓反饋型放大器的-3dB 帶寬位置fc受(R1+R2)/R1 和gm共同決定，這就是所謂的增益帶寬積的概念，噪聲增益

3、增大，帶寬成比例下降。同時，運放的穩(wěn)定性由輸入阻抗R1 和反饋阻抗R2 共同決定。為什么要用電流反饋CFA與VFA的差異：帶寬VS增益Designed by：Lzy而對電流反饋放大器而言：從右式看出，電流反饋運放的增益和帶寬是相互獨立的，其-3dB 帶寬位置僅受R2的影響，可以通過設定R2 的值得到不同的帶寬。再設定電阻R1得到不同的增益。同時，其穩(wěn)定性也只受反饋阻抗R2 決定，要想維持電路的穩(wěn)定，R2必須大于一個最小值；與之對應，對于給定的相移范圍，有一個最大的工作帶寬。為什么要用電流反饋CFA與VFA的差異：帶寬VS增益Designed by：Lzy如下是使用OPA691（單位增益為280

4、MHz）和OPA842（增益帶寬積為200MHz）來對一個20MHz，200mV 輸入的正弦波進行10 倍的反相放大。Designed by：L為什么要用電流反饋CFA與VFA的差異：反饋電阻的取值Designed by：Lzy放大器的驅(qū)動能力限定了電阻的最小值，而整體電路的噪聲又限定了電阻的最大值。電容的阻抗隨著頻率的升高而降低，因此在電流反饋放大器的反饋回路中應謹慎使用純電容性回路，一些在電壓反饋型放大器中應用廣泛的電路在電流反饋放大器中可能會導致振蕩。10 為什么要用電流反饋CFA與VFA的差異：反饋電阻的取值Designed by：LzyTHS3001THS400111 為什么要用電流

5、反饋CFA與VFA的差異：反饋電阻的取值Designed by：LzyVHS4001VHS300112 為什么要用電流反饋CFA與VFA的差異：反饋電阻的取值Designed by：Lzy13 為什么要用電流反饋CFA與VFA的差異：壓擺率Designed by：Lzy當信號幅度較大時，壓擺率常常比帶寬更占據(jù)主導地位用單位增益為280MHz 的兩種放大器來緩沖10MHz，5Vpp 的信號14 為什么要用電流反饋CFA與VFA的差異：壓擺率Designed by：Lzy電壓反饋和電流反饋放大器區(qū)別：壓擺率15 為什么要用電流反饋CFA與VFA的差異：壓擺率Designed by：Lzy通常來說，

6、電壓反饋放大器的壓擺率一般在500V/uS 以下，相對于電流反饋放大器擁有的數(shù)千V/uS 的壓擺率來說，在放大大幅度信號時要非常小心但是，絕不能以壓擺率的大小來區(qū)分電壓反饋和電流反饋放大器，TI推出的一些特殊結(jié)構(gòu)的電壓反饋放大器就兼顧了高壓擺率的特點，比如OPA690，其壓擺率高達1800V/uS！16 什么時候用電流反饋Designed by：LzyA. 在低速精密信號調(diào)理中，基本上看不到電流反饋放大器的身影，因為其直流精度遠不如精密電壓反饋放大器。17 什么時候用電流反饋Designed by：LzyB. 在高速信號調(diào)理中，應考慮設計中所需要的壓擺率和增益帶寬積；一般來說，電壓反饋放大器在

7、10MHz以下、低增益和小信號條件下會擁有更好的直流精度和失真性能；而電流反饋放大器在10MHz 以上、高增益和大信號調(diào)理中會表現(xiàn)出更好的帶寬和失真度。1. 噪聲增益大于42. 信號頻率大于10MHz總的來說：在高速信號調(diào)理中，當下面兩種情況任意出現(xiàn)一種時，你就需要考慮一下選擇電流反饋放大器。18 典型的CFA芯片介紹Designed by：LzyTHS3001FEATURES High Speed: 420-MHz Bandwidth (G = 1, -3 dB) 6500-V/s Slew Rate 40-ns Settling Time (0.1%) High Output Drive:

8、 IO = 100 mA Excellent Video Performance 115-MHz Bandwidth (0.1 dB, G = 2) 0.01% Differential Gain 0.02 Differential Phase Low 3-mV (max) Input Offset Voltage Very Low Distortion: THD = 96 dBc at f = 1 MHz THD = 80 dBc at f = 10 MHz Wide Range of Power Supplies: VCC = 4.5 V to 16 V Evaluation Module

9、 AvailableOPA691FEATURES FLEXIBLE SUPPLY RANGE:+5V to +12V Single-Supply2.5V to 6V Dual-Supply UNITY-GAIN STABLE: 280MHz (G = 1) HIGH OUTPUT CURRENT: 190mA OUTPUT VOLTAGE SWING: 4.0V HIGH SLEW RATE: 2100V/s LOW dG/d: 0.07%/0.02 LOW SUPPLY CURRENT: 5.1mA LOW DISABLED CURRENT: 150A WIDEBAND +5V OPERATION: 190MHz (G = +2)19 參考文獻Designed by：Lzy德州儀器高性能模擬器件在高校中的應用和