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专题运算放大器负反馈

运算放大器负反馈

运算放大器的负反馈是指将输出信号的一部分通过反馈网络送回反相输入端（即“-”端），从而调节输入信号，使整个电路趋于稳定的工作状态。这是运放线性应用（如放大、滤波等）的核心原理。

负反馈的作用：

  1. 稳定增益：
    运放开环增益极高（通常超过10万倍），但极易受外界干扰。负反馈通过牺牲部分增益，换取电路的稳定性和可预测性。例如，反相放大器的闭环增益仅由外部电阻决定（( A_v = -Rf/R{in} )），与运放自身参数无关。

  2. 改善线性度：
    负反馈能减小非线性失真，使输出信号更忠实于输入信号。

  3. 扩展带宽：
    运放开环带宽较窄，负反馈能显著拓宽电路的有效带宽。

  4. 控制输入/输出阻抗：
    例如，同相放大器通过负反馈实现高输入阻抗，反相放大器则呈现低输入阻抗。

典型负反馈电路：

  1. 反相放大器：
    输入信号通过电阻连接到反相端，反馈电阻 ( R_f ) 将输出信号回送到反相端，形成负反馈。
    反相放大器

  2. 同相放大器：
    输入信号直接接入同相端（“+”端），反馈网络仍连接到反相端，形成负反馈。
    同相放大器

关键特性（虚短与虚断）：

在深度负反馈条件下，运放满足：

这两个特性是分析负反馈运放电路的基石。

总结：

负反馈通过“自我调节”使运放工作在线性区，是构成放大器、滤波器、比较器等电路的基础。理解负反馈原理，是掌握运放应用的关键。

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