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运放正负端之间跨接电阻作用的分析(上)【原创】

发布时间:2014-09-28 责任编辑:sherryyu

【导读】前几天看到一篇求助帖,问运放构成的电压跟随器中运放正负端之间跨接电阻作用。最初我分析了一下,认为电阻R6没有任何作用,后来受到启发,有了点想法,请看客指出不足和可以进一步深入分析的地方。 
 
新人求助:请帮忙看看这个电压跟随器R6的作用及多大合适?
 
电压跟随器为什么要在同相输入端与输出端加上电阻R6,这样做有什么好处么?阻值多大怎么确定。谢谢。

有两个人是这样的回答的:
 
1、视频信号里有大量的高频信号成份,清晰度越高,信号的频率也越高,而运放是有频率带宽的,高频信号经过运放情况很复杂,再加上PCB走线的电感影响,很难用理想的模型进行分析,这个电阻应该是提升频率响应用的,一般在几百欧,甚至几十欧,要靠实验来确定的,K级应该作用很小,M级没意义的。
 
2、是扩展频率响和稳定应用的. 4楼,11楼的说法是对的。如果运放的带宽足够,可以不接的。
 
基于这两个回答,这里重庆大学的老师有了自己的想法。最初我分析了一下,认为电阻R6没有任何作用,后来受到启发,发现用理想模型去分析是不对的,于是再进行分析,得到答案。映证了我第二次分析得到的答案。现在将分析过程列出,请看客指出不足和可以进一步深入分析的地方。 
视频信号
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频率响应:
频率响应
其中,Ro为运放的输出电阻,RIN为运放的输入电阻,A为运放的增益。
 
若电阻R6很小,(R6//RIN)=R6,再假设运放增益A很大,运放输出电阻RO很小,可进行化简,如下:
频率响应
可见,这就是一个低通滤波器,而且其频率响应和R6无关。但是,我们得出这样的结论是做了一系列的假设,实际的运放,由于其非理想,随着频率的升高,增益A会下降。
频率响应
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我们不妨假设A很小,利用(2)式,可得不加R6时,电路的带宽为:


 
从上式看出,当A较小时,R6的加入确实有扩展带宽的作用,但R6的取值不能太大。当R6取得很大时,x=R0/R6趋近于0,BW2/BW1趋近于1,也就不能扩展带宽了。
 
结论:当运放本身的带宽小于(3)式时,整个电路的带宽受运放的限制,这时,电路加入R6应比不加R6带宽要宽。当运放本身的带宽大于(3)式时,电路带宽由C11和R15决定。这种情况下,加入R6的意义不大。
 
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