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电流反馈运算放大器和电压反馈运算放大器有什么区别?
2021年02月06日    阅读量:320    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

电流反馈(CFB)运算放大器(op amp)和电压反馈(VFB)运算放大器的相似之处几乎一样多。CFB和VFB都具有反相和同相输入,信号输出,用于正负电源的输入,并使用反馈和增益电阻来稳定电路工作并设置电路增益。由于很难从外部看到差异,因此很难区分差异中国机械网okmao.com

输入的阻抗是主要区别:VFB具有对称的高阻抗输入,而CFB具有非对称的输入。输入的差异导致VFB和CFB运算放大器使用的误差信号之间的差异。VFB运算放大器使用误差电压,而CFB运算放大器使用误差电流。

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图1:理想的VFB(左)和CFB(右)运算放大器模型,显示了输入对称性的差异。

CFB和VFB之间还有其他区别,下面讨论其中一些。底线是CFB和VFB具有不同的性能特征,并适合不同的应用程序:

CFB运算放大器的特性包括:

  • 非对称输入

  • 降低开环增益和直流精度

  • 更高的失调电压

  • 反相输入阻抗低,同相输入阻抗高

  • 输入偏置电流不低于VFB或匹配良好

  • 需要固定反馈电阻以获得最佳性能

使CFB运算放大器更适合需要以下应用程序:

  • 不同增益的带宽相对恒定;

  • 超高带宽和压摆率,失真率最低;

  • 以及相对简单的过滤器实现,例如Sallen-Key有源过滤器。

VFB运算放大器的特性包括:

  • 平衡输入阻抗

  • 灵活的反馈网络

  • 提供轨到轨输入和输出

  • 高开环增益和直流精度

  • 可用的低失调电压(可以<20 µV)

  • 低偏置电流可用(可以<200 fA)

使VFB运算放大器更适合:

  • 在反馈网络中需要灵活性的应用;

  • 高精度,低噪声和低带宽应用;

  • 单电源应用;

  • 并用于复杂的有源滤波器。

有关CFB和VFB差异的更多信息

反相CFB和VFB运算放大器的理想闭环增益方程式相同。但是在实际应用中,由于用于CFB的达到闭环增益的假设更加复杂,因此这些运算放大器会以不同的方式偏离理想的性能。这些运算放大器偏离理想闭环增益方程的程度取决于假设的有效性。对于VFB运算放大器,唯一的假设是直接增益非常高。另一方面,使用CFB时有两个假设。跨阻抗非常高,输出缓冲器的输出阻抗非常低。由于满足两个标准比满足一个标准更困难,因此CFB通常比VFB偏离理想的标准更多。

VFB运算放大器可以采用多种补偿技术来防止不稳定,并且在使用VFB时,电阻的选择通常没有具体限制。另一方面,使用CFB运算放大器的设计人员无法自由选择反馈电阻的值。CFB运算放大器的数据表通常会指定要在不同增益设置下使用的反馈电阻值,从而在最稳定的相位条件下实现最宽的带宽。

CFB运算放大器的闭环带宽相对独立于增益电阻。它由内部电容器和(外部)反馈电阻的值确定。因此,CFB非常适合要求增益独立带宽的可编程增益应用。VFB通常出现在反相放大器中。由于CFB的反相输入阻抗非常低,因此很少见到使用CFB的反相放大器。

VFB具有高开环增益,低失调电压和低偏置电流,这使其成为精密低频应用的诱人选择。许多VFB运算放大器具有轨到轨输入和输出,使其适合在单电源应用中使用。

VFB运算放大器更适合有源滤波器设计。CFB提供了出色的带宽,压摆率和失真规格,但以降低直流性能,噪声考虑以及需要固定值反馈电阻为代价。

综上所述,虽然很难分辨出差异,但由于差异从外部是看不见的,因此差异很多,而且很重要。由于CFB和VFB之间存在众多性能差异,因此这两种类型的运算放大器适用于不同的应用场合。


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