百年模电之反馈放大器输入/出阻抗理论

zwtfly

回复 61# yangjs0720


    其实就是：实际反馈网络不能像理想形式那样和基本的放大器网络独立分开，所以你和前面的朋友用kirhhoff 定理分析电路前 就认为RF2的电压是 Vf=VO*F 就错了，但如我前面所说 楼主因为用OP作为基本大器例子所以很接近理想形式。
经典基础教材上 大多用二端口网路的电路分析方法 把实际反馈网络转换为与理想反馈等效的形式，从而可以把反馈网络分离出来。

可以去看看 Sedra& Smith 那本基础教材 《微电子电路》，还是讲的蛮清楚的。

xyn

回复  sudo1234

1.是不是新理论中电压串联负反馈要计算电流了？
2.Rf2//（ri+Rs），数兆欧的ri并联数千 ...
yangjs0720 发表于 2011-12-12 12:00

1，计算不准的罪魁祸首是公式2，即 H=RF1/【RF1+RF2】。
2，给出19楼的计算结果和精准计算所得的对比数据，你自己评估：  环路增益误差 -0.03%；输入阻抗误差：-3%，输出阻抗误差：偏小了108倍（2.8K/25.9欧姆）。

3，输入阻抗的精确表达式之一（因为使用不同的方法，得到的表达式都不相同，但数值上是相等的）：

Ri=rin+RF1//RF2+[b+RF1/[RF1+RF2]*[RL//ro//(RF1+RF2)]*[RF1/(RF1+RF2))]
1/Ro=1/ro+1/(RF1+RF2)+[1/(RS+rin+RF1//RF2)]*[b+RF1/(RF1+RF2)]*[RF1/(RF1+RF2)]

4,求解这个简单的问题的目的在于研究负反馈，负反馈是模电中最富神秘色彩的

yangjs0720

回复 63# xyn

我承认楼主在理论上有了新的突破，发现了新的方法，而且这种方法完全推翻了以前所学的经典理论，所有的经典理论只能8毛钱一斤全部卖掉。但这个理论的价值何在呢？把输入阻抗的误差减小了3%？这有何意义？运放电路中每个电阻的误差都在5%以上，工程上合理近似的条件是5～10倍，那误差就是10%～20%。如果需要精确计算，请LZ首先考虑输入失调电压、失调电流、输入偏置电流，并在输出端认真处理好共模输出电压，所有这些因素对精确性、稳定性的影响远大于那3%的输入电阻，特别是失调电流失调电压的温漂对稳定性的影响更应该重点处理好。
请原谅我不去核算你的“精确”结果，一眼就看出的“乌龙”数据没必要多花时间。
不过你的输出电阻的数据看不懂，究竟是2.8k还是25.9欧是“精确数据”？以uA741为例，开环增益200000倍，输出电阻75欧（参数可参见中国集成电路大全集成运放分册126页）如果构成50倍放大器，反馈系数为1/50，根据经典理论（抱歉我只会经典理论）Rof=Ro/(1+AF)=0.0187欧

yangjs0720

回复 62# zwtfly


    尽管我用的方法是完完全全是基于反馈原理，而不是基尔霍夫定律，但我还是要对基尔霍夫定律表示极大的敬意，所有对电路电子感兴趣的人都要尊重基尔霍夫定律，只要符合集总条件，即不考虑电磁辐射的直流和低频电路，基尔霍夫定律总是正确的，因为它体现的是自然界最基本的规律：电荷守恒和能量守恒。用其他方法分析问题可能是正确的，但基尔霍夫定律一定是正确的。

另外，Vf=Vo*F是反馈理论中关于反馈系数的定义，你不能说定义是错误的，就像你不能说雪不是白的一样。

sudo1234

回复  xyn

我承认楼主在理论上有了新的突破，发现了新的方法，而且这种方法完全推翻了以前所学的经典理 ...
yangjs0720 发表于 2011-12-12 21:41

    是否听说过一句话叫认真你就输了。这里是在讨论问题，重要的是通过这个过程您得到了什么，如果非得针对结果说点啥，我想说的也是失调，温飘，分布参数和时间常数等问题。楼主一开始就云里雾里的说发现了什么问题，弄得我是心里痒痒，可最后楼主的结论就是您总结的那些。楼主却非要说书上是错的，经典理论已经假设某些理想情况，在假设条件下经典理论的结论是对的。实际应用那是工程上的事，用不着和理论较真。工程师关心的并不是这个公式计算的结果对不对，而是设计出来的电路是否是按照预定的目标工作。
通过这贴我学到很多，我想说的就这些。

yangjs0720

回复 66# sudo1234

谢矿友开导，看来我是太认真了。其实我是真感兴趣，我也相信楼主真有发现，说不清楚而已，如果楼主能把自己觉得特别有心得的书推荐一下，我自己去看得了。

特别感谢62楼矿友推荐书目，已经下了。

到此为止了

xyn

回复  xyn

我承认楼主在理论上有了新的突破，发现了新的方法，而且这种方法完全推翻了以前所学的经典理 ...
yangjs0720 发表于 2011-12-12 21:41

本来不想回复了，但“乌龙”一词有侮辱成分，不能不回。

做IC的，能用的只有MOS,BJT,RES,CAP（一般小于5P）和basic 库，找不到741这个东东。上面的运放是用5个BJT搭成的DF+CE架构，偏置电流源为200uA和2mA.
RS=1K,RF1=1K,RF2=9K,RL=1K(？)。

如果连个“一个受控源+5个电阻”，这么个简单东东，都不能手算出来的话--不得不借助理想公式--那么模拟之路，还很远很远的路程要走。

yangjs0720

回复 67# xyn




楼主请仔细地按四则运算规则检验一遍62楼的表达式,“乌龙”是个很温和的词。上面是我猜测的两种看得懂的写法，我也不知道哪个是楼主的本来意思。
关于输出电阻，我是按楼主在17楼给出的电路进行的分析，按说负反馈理论不涉及具体的放大电路，用什么都可以，为了说明问题，我选了个最常用的741进行计算，可楼主居然说是根据你自己设计的“5个BJT搭成的DF+CE架构”IC计算出来的结果，问题是这个电路你从未给出，更遑论参数如何了，却要求矿友评估数据，这难道不算乌龙？

波粒二象性

对于反馈我一直持有这样的疑问：为什么什输出能影响输入？信号一输入便有输出，再提取部分影响输入还有意义吗？这就好比未来的事能影响过去吗？过去再影响未来。

xyn

我前面给出的数据——如果是有心人——一眼就能看出来了，目的就是就是想使两种计算结果相差尽可能的大，以说明本贴主题：课本上的所给出的结论，只能在某种前提才成立，或者说，只是某种粗略估算。但是，在给出结论的 同时，课本并没有对此作说明，相反，认为公式1,2,3,4是精确值--其反馈网络用二端口等效后--比如用y参数等效----意味着考虑到其双向性了。使用接近理想的运放不能突出这一点，所以需用管子自搭一“性能不太理想的运放”，因为反馈理论同样适用于处理诸如两级CASCADE结构，其性能就差运放远了，那时矛盾就突出了。（在拉闸为的著作中，对单个管子也用了公示1,2,3，4来运算，输入阻抗更不可能无穷大了）

而SUDO1234在楼上所给出的“通过本帖所学到的结论”，纯属个人臆测，希望观众有鉴别意识，以防误人子弟。鉴别方法很简单，只要能推翻我前面的推导说理过程即可，但是没做到，只是口口声声说书上是对的，上面还说了书上“默认给出了某假设”，他肯定说不出是什么假设——个人猜测他把课本上对运放的理想处理照搬进来了。
事实上——如同我上面所述——公式错误根源是非要试图把G和H分开单独计算，而只要不分开，并在计算环路增益时，对源和负载阻抗作相应处理，计算结果即可精确——和用传统网络分析所获得的结果完全一致。

独行剑客

对于反馈我一直持有这样的疑问：为什么什输出能影响输入？信号一输入便有输出，再提取部分影响输入还有意义 ...
波粒二象性 发表于 2011-12-14 09:45 AM

未来的事是不能影响过去的，但是能影响事物变化的趋势。

yangjs0720

对于反馈我一直持有这样的疑问：为什么什输出能影响输入？信号一输入便有输出，再提取部分影响输入还有意义 ...
波粒二象性 发表于 2011-12-14 09:45

    输入输出是从网络理论的角度看电路，左边输入，右边输出；换个角度看问题，去掉人为画的框（基本放大器、反馈网络），放大也好，反馈也罢，就是电源和阻容元件构成的一个电路，左边的信号电压（ui）影响右边的负载电压（uo），既然电路是互联互通的，右边的电压也影响左边，仅此而已。

波粒二象性

回复 73# yangjs0720


    现在有点明白了，谢谢高人指点。

epawp

做个试验可以验证得到证实，建议用Electronics Workbench MULTISIM v7.0仿真软件，再有时间和经济实力用运放元件配合信号发生器示波器做一个。

波粒二象性

高手如云啊！