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什么是自举电路?增大输入阻抗的方法

作者:时间:2011-01-19来源:网络收藏

在电路设计过程中,常常可以利用电容构成的电路来改善电路的一些性能指标,比如增大电路的输入阻抗、提高电路的增益以及扩大电路的动态范围等等,在这里,我举一个电路的例子来详细说明它是如何增大电路的输入阻抗的。

一个很普通的原理图如下,

什么是自举电路?增大输入阻抗的方法

在上图中,为了使得运放在静态时能够正常工作,必须得在同相输入端与地之间加上一定阻值的电阻。经过简单分析可知这里引入的是一个电压串联负反馈,熟悉运放工作原理的人一眼就可以看出这个电路的输入电阻为:

什么是自举电路?增大输入阻抗的方法
很显然,这样的输入电阻相对而言实在过小,图中放大电路因此从信号源索取的电流就会相应很大,信号源内阻的压降随之增大,信号电压损失自然也就越大。所以,我们得想办法把它的输入电阻给提高一下,这时,我们可以设置一个自举电路的形式来有效的解决这个问题,解决办法如下图所示:

什么是自举电路?增大输入阻抗的方法

仅仅多加入了一个电容器,这个电路的输入电阻就“今非昔比”了。利用瞬时极性法可以判断出,电路中除了通过R4接反向输入端引入一个负反馈外,还通过R1接同相输入端而引入了一个正反馈,此时,R2和R3两个电阻并联在一起了。需要说明的是,这里电容(C1、C2)的选取值是比较大的,它们相对于交流信号来说相当于短路。正反馈的结果使得输入端的动态电位随之升高,也就是这种通过反馈使得输入端的动态电位升高的电路,称之为“自举电路”。

由于电容器C2很好的“通交隔直”特性,使得R1两端的压降即为(uP-uN),此时通过电阻R1的电流为:

什么是自举电路?增大输入阻抗的方法
我们再来看看这个电路的输入电阻情况,可得出如下方程式:

什么是自举电路?增大输入阻抗的方法
显而易见,对于该运放来说,由于电路中引入了深度负反馈,因此uP、uN几乎是相等的,那么Ri就会趋于极大值了,输入电阻也就得到了大幅度地提高,该电路的性能指标也因此得到了良好的改善。

本文结论:由此分析可知,在阻容耦合放大电路中,常常可以在引入负反馈的同时,引入合适的正反馈,以此提高电路的输入阻抗,来有效改善电路的性能指标。



关键词: 自举

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