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電流反饋的結構與電壓反饋大不相同。電流反饋非常適合用于高速信號，因為它沒(méi)有基礎增益帶寬積的限制，同時(shí)也由于其固有的線(xiàn)性度。電流反饋運算放大器的帶寬略微受到增益的約束，但不像電壓反饋器件那么嚴重。再者，壓擺率并非受到內部偏置電流的限制，而是受到晶體管自身速度的限制。這樣在給定偏置電流的條件下可以使用更快的壓擺率，而不必采用正反饋或其它壓擺率提升技術(shù)。 電流反饋運算放大器有一個(gè)輸入緩沖器，而不是一個(gè)差分線(xiàn)對。輸入緩沖器一般是一個(gè)射極跟隨器或其它類(lèi)似的東西。非反相輸入的阻抗很高，而緩沖器的輸出（作為放大器的反相輸入）則是低阻抗。相比之下，電壓反饋放大器的兩個(gè)輸入端都為高阻抗。 電流反饋運算放大器的輸出是電壓，并且它與流出或流入運算放大器反相輸入端的電流有關(guān)，兩者的關(guān)系滿(mǎn)足一個(gè)復雜的函數，名為互阻抗 Z(s)。直流下的互阻抗值很大，并且與電壓反饋運算放大器相似，會(huì )隨頻率的增加而單極滾降。 電流反饋運算放大器有可調帶寬和可調整的穩定度。反饋電阻設定了閉環(huán)動(dòng)態(tài)范圍，并且會(huì )同時(shí)影響帶寬和穩定度。電流反饋的一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)就是有很好的大信號帶寬�；诜答侂娮璧膽�,有很高的壓擺率和可調帶寬，使器件的大信號帶寬非常接近于小信號帶寬。并且，由于固有的線(xiàn)性度，高頻大信號時(shí)也可以獲得低的失真。 為什么RF值如此重要？ 反饋電阻的閉環(huán)特性使我們能夠避免固定增益帶寬的限制。這可以通過(guò)降低反饋電阻的值來(lái)實(shí)現，這樣可以在提高增益的同時(shí)保持回路高增益。 可以看到改變反饋電阻時(shí)帶寬的變化情況。在曲線(xiàn)最右端 RF 等于 200 Ω，可以看到頻率響應有相當大的尖峰。尖峰幅度幾乎有 1/2 dB。該曲線(xiàn)亦有最大的帶寬。當反饋電阻減小時(shí)，尖峰也進(jìn)一步增加。電阻減小至 200 Ω 以下則很可能在脈沖響應上出現糟糕的振鈴，如果電阻過(guò)低則會(huì )出現振蕩�？梢钥吹�，RF=300 時(shí)的曲線(xiàn)和增益都相當平坦。并且與多尖峰的頻響曲線(xiàn)相比，仍然能夠保持不錯的帶寬。因此，我們無(wú)需放棄太多的帶寬也能得到很好的穩定性。此外，當反饋電阻進(jìn)一步增加時(shí)（例如 500 Ω），就可以縮窄頻響范圍。如果某個(gè)應用只需要 50 -60MHz 帶寬，超出這個(gè)范圍就會(huì )增加噪聲，則可以用修改反饋電阻的辦法調整頻響范圍。 電路板布局 電流反饋運算放大器要仔細考慮的一個(gè)問(wèn)題就是電路板布局，這也普遍適用于所有高速電路。電源旁路電容的布放需要非�？拷骷�，一般要小于 3mm。電容需要兩種，一種是較大的電解電容，它們可以稍微離器件遠些；另一種是小型的瓷片旁路電容，它要緊緊挨著(zhù)相關(guān)器件。小型瓷片旁路電容為極高速瞬變提供能量，并且完成器件旁的電源去耦任務(wù)。這些電容中的任何電感負載都會(huì )降低其作用效果。大家可能都知道要使用盡量大面積的電源、地層，從而為地電流和電源電流提供低阻抗路徑。但是，還要注意去掉輸入/輸出引腳附近的電源、地層，這樣可以減少這些引腳的寄生電容。 反相輸入引腳與反饋電阻對交流地的容抗要盡可能地小。另外，任何運算放大器的輸入端也要有最小的容抗。 盡量使用表面貼裝元器件。因為它們的寄生電容最低。走線(xiàn)要短，如不能則可使用可控阻抗，則要在輸入/輸出引腳作傳輸線(xiàn)的雙端終結。 降低系統噪聲 當用電流反饋運算放大器建立一個(gè)系統時(shí)，要進(jìn)行設計規劃，使輸出噪聲為最低。這在建立一個(gè)中放或低頻射頻放大器時(shí)尤其重要。如前所述，其中一項工作是要保證有低的頻響尖峰。用推薦的反饋電阻值就可以做到這一點(diǎn)，有時(shí)還可以根據需要提高反饋電阻值。另一件要注意的事是交流耦合。同樣，可以采用一個(gè)只允許所需頻率通過(guò)的濾波器，將有用帶寬以外的所有噪聲切掉。最大增益電路塊要盡量放在前面。增益越靠前，則對后面信號造成影響的噪聲就越少。另外，也要把噪聲最低的增益元件放在電路最前面。一般來(lái)說(shuō)，應從低噪聲放大器（如砷化鎵元件）或極低噪聲的分立元件獲得增益。盡量避免采用大阻值源電阻。因為電阻增加的熱噪聲與電阻值成正比。 電流反饋的注意事項 如果你正在尋找一款可與電壓反饋相比的電流反饋放大器，務(wù)請牢記下列注意事項： 在電流反饋時(shí)，輸入偏移電流不會(huì )抵消。它不是一個(gè)對稱(chēng)電路，因此兩個(gè)電流間不存在固有的平衡。一般情況下，有較高輸入阻抗的非反相輸入端的輸入偏置電流較小，而作為射極跟隨器輸出的反相輸入端偏置電流較大。 一款電流反饋器件上的失調電壓可以進(jìn)行匹配，使之變得很小，但不會(huì )為零。這不是一種自然的平衡，因此，一款電流反饋運算放大器的偏移電壓指標不會(huì )好到與電壓反饋設計一樣的水平。 緩沖結構需要一個(gè)反饋電阻。即使在緩沖結構中有現成的電壓反饋放大器電路布局，也不能直接拿來(lái)就用，而需要對電流反饋部分作改動(dòng)。 最后，反饋回路中的電容會(huì )造成不穩定。較高頻率的任何元件都會(huì )降低反饋至反相輸入端網(wǎng)絡(luò )的阻抗，隨著(zhù)反饋阻抗值的下降，會(huì )造成頻響的尖峰。 總結 電流反饋運算放大器常常是高速信號的最佳解決方案，此時(shí)需要大的輸出波幅與極低的失真�？蓮碾娏鞣答伔糯笃鞣�定質(zhì)量中獲益的應用有：演示質(zhì)量的視頻線(xiàn)路驅動(dòng)器和路由器、模數轉換驅動(dòng)器、中頻放大器和時(shí)鐘緩沖器等。對于信號保真度和高速度是主要目標的各種應用場(chǎng)合，電流反饋放大器都有自己的用武之地。 |
