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工程師看海
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運放開環(huán)增益曲線的秘密:直流閉環(huán),交流開環(huán)!

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上一節(jié)介紹了運放的開環(huán)增益,了解運放開環(huán)增益的意義后,有同學就開始對開環(huán)增益曲線進行仿真。圖1-46 是錯誤的開環(huán)增益曲線仿真,仿真中的曲線和手冊中的曲線相比差了十萬八千里。這是怎么回事呢?

圖1-46 錯誤的開環(huán)增益曲線仿真

前面已經(jīng)說到運放存在輸入失調電壓,而且運放的開環(huán)增益非常大,仿真圖中的輸入失調電壓等直流參數(shù)會被運放直接幾十萬甚至幾百萬地放大,一下子就超出運放工作電壓范圍了,因此是一種不正確的仿真方法。

另一點是,運放有輸入偏置電流,我們也要給偏置電流提供回路路徑。

因此我們需要一種仿真方法,既能隔絕直流參數(shù)的影響,又不影響輸入的交流小信號,而且還要給運放提供偏置電流的回流路徑。

圖1-47正確的開環(huán)增益曲線仿真

圖1-47 是正確的開環(huán)增益曲線仿真,左圖是完整的仿真原理圖,電容和電感選值要非常非常大。中間是0Hz或低頻時的仿真通路,0Hz時,電容是開路狀態(tài),而電感是短路狀態(tài),此時仿真電路形成了一個閉環(huán)的跟隨器,虛線是輸入偏置電流的回流路徑,而且輸入失調電壓會1:1被跟隨器傳遞到輸出(運放的共模輸入和輸出電壓擺幅都正常,這部分內(nèi)容在十一章節(jié)有介紹)。

0Hz時不受運放超大的開環(huán)增益影響。由于電容和電感選值非常非常大,所以信號頻率稍微高一點點,電容馬上處于短路狀態(tài),而電感就變成了開路狀態(tài),見最右圖,此時是以開環(huán)放大狀態(tài)對輸入信號放大。

仿真方法參考《運放圣經(jīng)》運算放大器Multisim仿真教程第一部:開天

下圖是正確的仿真方法,仿真結果與手冊中的曲線基本安全一樣。

總結:這個仿真電路實現(xiàn)了避免輸入失調電壓等直流參數(shù)的影響、為輸入偏置電流提供了回流路徑(也提供了合理的共模輸入信號)和交流開環(huán)增益仿真三個功能,這種方法總結為:直流閉環(huán)、交流開環(huán)。

仿真方法參考《運放圣經(jīng)》運算放大器Multisim仿真教程第一部:開天

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