如何求运算放大器的传递函数
深圳市科辉特电子有限公司
发表:2023-11-21 09:36:14 阅读:439

1、传递函数

传递函数是指线性系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。记作:
G ( s ) = Y ( s ) X ( s ) G(s) = \frac{Y(s)}{X(s)} G(s)=X(s)Y(s)?
Y(s) 为输出量的拉氏变换,X(s)为输入量的拉氏变换;

2、理想运放的两种模型

①时域模型

运算放大器的时域模型

Vout(t) = A × [ V+(t) - V-(t) ] ;

A 为运放的开环增益, 理想状态下:A → +∞;

②S域(复频域)模型

运算放大器的频域模型

Vout(s) = G × { V+(s) + [ -V-(s) ] } ;

同理,G→+∞ ;

3、带有负反馈的两种模型

??这里以最简单的形式来说明:只有单端(同相输入端)输入,单端输出,一条纯阻态反馈回路。

①带有负反馈的时域模型

带有反馈的时域模型
由上图知,列式如下:

A × [V+(t) - F × Vout(t)] = Vout(t);

解得: V o u t ( t ) V + ( t ) = A 1 + A F \frac{V_{out}(t)}{V_{+}(t)} =\frac{A}{1+AF} V+?(t)Vout?(t)?=1+AFA?
即: V o u t ( t ) V + ( t ) = 1 1 A + F \frac{V_{out}(t)}{V_{+}(t)} =\frac{1}{\frac{1}{A}+F} V+?(t)Vout?(t)?=A1?+F1?
理想状态下,A → +∞,也就是说, 1 A \frac{1}{A} A1?→0:
A ( t ) = V o u t ( t ) V + ( t ) ∣ A → + ∞ = 1 F A_{(t)}=\frac{V_{out}(t)}{V_{+}(t)}\vert_ {A → +∞}= \frac{1}{F} A(t)?=V+?(t)Vout?(t)?A+?=F1?
??由此公式得到深度负反馈的实质:表明放大倍数几乎决定于反馈网络,与其他条件无关。

②带有负反馈的S域模型

带有反馈的S域模型
列式如下:

G × { V+(s) + [- F × Vout(s)] } = Vout(s) ;

解得: V o u t ( s ) V + ( s ) = G 1 + G F \frac{V_{out}(s)}{V_{+}(s)}= \frac{G}{1+GF} V+?(s)Vout?(s)?=1+GFG?
即: G ( s ) = V o u t ( s ) V + ( s ) = 1 1 G + F G(s)=\frac{V_{out}(s)}{V_{+}(s)}= \frac{1}{\frac{1}{G}+F} G(s)=
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