百年模电之反馈放大器输入/出阻抗理论

xyn

注意我没有套用前面结论的任何公式，全部是由电路里的基尔霍夫电压定律计算得出，而且并未做任何 ...
sudo1234 发表于 2011-12-11 11:32

自动控制和模电之间有着千丝万缕的联系，这是毫无疑问的。但是，把自控理论照搬进某具体电路，就会出现这样或那样的问题，比如说，在大多数控制系统中，从未出现过“负载效应”问题，这是因为假设放大器G的输出阻抗，相比于反馈网络H的输入阻抗，是非常的低，这在自控理论中是成立的，但在具体的反馈放大器中，未必如此。所以说，我前面的框图中给出的G和H，是完整的两个模块，但在实际模电中，是很难分开的，相互作用，互为负载，是唇亡齿寒的关系，但是呢，近代模电理论很多就是要想尽一切办法把G和H分开，他们就使用二端口理论建模处理--见拉扎维的书。费了九牛二虎之力，处理困难。现代人聪明了，尽然分不开我就不分，就把GH当做一个整体，发现处理起来就简单多的多了。不少著作对此有详细论述，不表。

ace919

跟踪学习！顺便下载了10楼说的书，不错，收获不小

xyn

您别小看人，愿闻其详
sudo1234 发表于 2011-12-11 14:31

    千万别误会，我绝对没有小看人的意思，因为我从上面的回复中，看到你没有看出这种方法的本质--返回比方法，而要想深入学习必看博德的网络理论一书，啃起来很困难，时间充足的前提也得两三个月，所以我说一时很难说明白。
其实你楼上引用16楼的话，倒是有点那个我了。。。。。。。

yangjs0720

回复 27# xyn

下图是模电中关于共集电极放大电路（射极输出器）输出电阻的分析，采用了楼主所说的外加激励电源的方法。左图是该电路的微变等效电路，根据输出电阻的定义，将信号源置零，去除负载电阻RL，在输出端加激励电压U，求电流I（不明白楼主为啥一定要加电流源激励，而且电流源是用电压源串电阻来代替的），到此为止与楼主的方法应该说是一致的。

请注意右图中Ib、Ic的电流方向是与左图相反的！因为外加电压源只能产生这个方向的电流！对于等效电路的理论分析，这完全没有问题，但真的要加个电流或电压的激励，三极管电流的方向能反过来流吗？NPN三极管的电流方向可不是要进就进要出就出的！

所以我质疑楼主关于输出电阻的测量方法。

   

sudo1234

千万别误会，我绝对没有小看人的意思，因为我从上面的回复中，看到你没有看出这种方法的本质- ...
xyn 发表于 2011-12-11 15:23

    网络理论我学过，是基础知识。我说楼主的意思是，楼主一直在顾左右而言它，即便您求出了前向通道加上反馈通道的增益，带入您的公式也不能证明原来的是错的。

sudo1234

回复  xyn

下图是模电中关于共集电极放大电路（射极输出器）输出电阻的分析，采用了楼主所说的外加激励 ...
yangjs0720 发表于 2011-12-11 15:34

    楼主对输出电阻给出的结果夹杂着负载电阻L，因此很混乱。输出电阻的经典分析中都是在空载的情况下给出的，二者分析问题的方法是不同的，但是楼主却还要引用经典模型，所以就出现了目前状况。

xyn

xyn

回复  xyn

下图是模电中关于共集电极放大电路（射极输出器）输出电阻的分析，采用了楼主所说的外加激励 ...
yangjs0720 发表于 2011-12-11 15:34

1，根据的是同名法则：见受控电流源就加电流，见受控电压源加电压源。原因不解释，一说一大堆。
2，AC和DC大不同
3，放心，这个我琢磨有大半年了，出错几率微乎其微--偶尔计算公式中会出纰漏。

xyn

明天得上班了，我一口气把问题说完，做事不能半调子。

如果19楼的公式（1）（2）（3）（4）都是正确的，那么会推出个荒唐的谬论--把公式4代入公式2，会看到输出阻抗与RL有关！这是不可能的，测RO时，RL已经从电路中拿掉了。同样，把公式4代入公式3，输入阻抗也犯了同样的错误。

问题出在哪里呢？ --公式4确实是环路增益，不但考虑了源阻抗和负载，还考虑了反馈网络的负载效应，所以是精确解。
如果用标准的基于基尔霍夫的网络分析法验证，会发现输入输出阻抗确实是错误的。

所以结论是：19楼给出的关于输入输出阻抗的推导过程是错误的。

这久是本帖要说明的问题。

可能有人会辩论道：计算GH时，应该令RS=0，RL=无穷大，那么若此成立，又可推出一堆问题--尽管这样处理的结果是对的--最基本的一个问题是：那奎斯特判据失效。顺着这条路往下走，问题多多。

最终结论》如19楼所示的，绝大多数模电都会给出的结论，这样的描述问题的方法不妥，这个结论让很多模电人难以接受。

正确的处理方法是什么呢？

sudo1234

明天得上班了，我一口气把问题说完，做事不能半调子。

如果19楼的公式（1）（2）（3）（4）都是正确的， ...
xyn 发表于 2011-12-11 16:43

    如果您计算增益的时候把RL计算进去了，那输出阻抗里面肯定会有RL，因为这时候已经把RL视为系统的一部分了。系统的传递函数是和输入信号、负载无关的，是描述系统数学模型的。把负载加入系统，就已经改变了系统的结构，数学模型发生了变化，增益也会变化。但是系统空载的输出阻抗不会因为系统有负载就发生变化，因为空载就是空载。
您给出的公式2、3，是他人的结论，他的结论是在他定义的GH下的，而您并没有证明它适合您的分析方法，或者说您擅自加入了负载，但是还引用他人的阻抗变换法，然后您得出新模型的增益，代入他人的结论，证明它是错误的。这不就是偷换概念吗？
我不怀疑您的实力，您一直在说以前的是错误的，那请您给出正确的结果，让大家共同分析、学习、真理越辨越明，如果您的结论真的被认可，那可以获得很大的奖了。

yangcheng84

哇，矿坛开始理论大比拼了！！

zwtfly

这个讨论挺长啊。。。。
18楼的分析明显是错误的，18楼朋友套用的是理想情况分析方法，如果是理想情况你的分析正确无误。可LZ讨论的是实际情况，
例如你说分析Ri时候，忽略了Is在RF2上产生的压降，实际的Ri'=Ri+RF2，你这里电路分析概念已经开始不清楚了，准确说也该是忽略 Is在RF2并上RF1那一路的一坨的产生的压降。
其实你说的忽略，也就是变相使用电路中分析实际负反馈的一种断开环路方法，只是你断开方法错了。

我想LZ是不想说实际放大器反馈网络是阻抗性的（无源反馈情况），因此会产生对于 除去反馈网络的 基本放大器的负载效应？也就是本质上会影响放大器的 增益， Rin, Ro。 另外这三个参数其实也还受不同的实际source和 load阻抗影响。
这样直接套用理想公式就会出错？是不这个意思？（其实不用运放作为放大器的例子 这个问题可能更显而易见些）

我记得这个好像在sedra & smith的教材里讨讲过，楼主是做IC的那应该看过吧？
我反正就是用以前Razavi那本基础的微电子教材（不是Cmos那本）上介绍的断开环路方法，比较直觉好用啦，但我不是学IC的，是做 boardlevel RF 的，没有深入想过Razavi的方法。
不知LZ觉得razavi的介绍的方法有没什么问题？

xyn

哇，矿坛开始理论大比拼了！！
yangcheng84 发表于 2011-12-11 19:56

    哈哈，见笑了，搞技术的一般喜欢较真，尤其是三十岁以下的，不过我喜欢
我发现人一般都有固步自封的特点，对于某新鲜东西，会采用激烈抵抗的情绪来看待，而非取其精华，去其糟粕地学习。
所以为了论坛的安定，我以后尽量不再发表类似的话题。有时看到学生学的特别苦，但学的70%的东西是没有用的，忍不住会说两句，让他看看美国一些高校的教学PPT，而不是看这些50多年前老掉牙且不实用的书籍。

sudo1234

"系统的传递函数是和输入信号、【输出负载】无关的，是描述系统数学模型的。"

额，这个。。。 ...
xyn 发表于 2011-12-11 20:03

    打字手误。请原谅。我在这里不想讨论一个IEEE的Fellow怎么怎么样， 也请楼主回到正题。说说您的理论，至少给出您的结果，让我们也能够茅塞顿开一下。
我也试试用您说的观点一分析一下问题，我想这样就能从您的角度看到我。

sudo1234

这个讨论挺长啊。。。。
18楼的分析明显是错误的，18楼朋友套用的是理想情况分析方法，如果是理想情况 ...
zwtfly 发表于 2011-12-11 20:06

    我承认我分析的有问题，因为我的分析是基于我前面给出的材料的，楼主强调的是原来的都是错的，至少60%是错的，我是想知道楼主的理论是怎么回事，您没看各楼也在等着看吗？
理想情况本来就是不存在的，这一点就不用深究了，即使并上RF1后面那一坨，对计算结果的影响也是可以算出来的。源效应和负载效应对系统肯定会有影响，但是改变之前系统的参数是不会变的。
我一直也没坚持说原来的是对的，我是让楼主在原来的基础上说明他的理论。您也可以说出您的见解。