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[原创] 反馈分析

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发表于 2019-12-24 17:17:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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反馈分析yucw
1、电压-电压反馈
电压-电压反馈是指采样输出电压,并将输出电压反馈到输入端。通常使用电压表采样输出电压,电压表等效阻抗近似为∞。电压反馈到输入端,相当于在输入电压上叠加一个电压源,理想电压源的内阻为零。因此,电压-电压反馈模型的输入阻抗趋于∞,输出阻抗趋于零。通常使用G模型。G模型的表达式如下



1.png 2.png
电压-电压反馈使用G模型的原因:输入阻抗趋于∞时,G11=0时,I2仍可以计算出来,输出阻抗G22=0时,I1仍然可以计算出来。


G模型参数的计算G11是在I2=0时计算,因此要求输出开路;G22是在V1=0时计算,因此要求输入短路。所以在计算环路增益时,电压-电压反馈使用G模型断开的方式如下:
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由于电压-电压反馈是采样输出电压,相当于在输出电阻上并联一个电阻,所以电路输出阻抗降低(1+A)倍,A表示电路开环增益。反馈到输入端电压,相当于输入到电路的电压等于Vin-VfVin:原输入电压,Vf:反馈电压),即输入到模块的电压减小了,因此电路模块的输入阻抗增加了(1+A)倍,A表示电路开环增益。


2、电压-电流反馈
电压-电流反馈是指采样输出电压,并将输出电压转化为输入电流反馈到输入端。通常使用电压表采样输出电压,电压表等效阻抗近似为∞。电流反馈到输入端,相当于在输入端并联一个电流源,理想电流源的内阻为∞。因此,电压-电流反馈模型的输入阻抗趋于∞,输出阻抗趋于∞。通常使用Y模型。Y模型的表达式如下



4.png 5.png
电压-电流反馈使用Y模型的原因:输入阻抗趋于∞时,Y11=0时,V2仍可以计算出来,输出阻抗Y22=0时,V1仍然可以计算出来。


Y模型参数的计算Y11是在V2=0时计算,因此要求输出短路;Y22是在V1=0时计算,因此要求输入短路。所以在计算环路增益时,电压-电流反馈使用Y模型断开的方式如下:
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由于电压-电流反馈是采样输出电压,相当于在输出电阻上并联一个电阻,所以电路输出阻抗降低(1+A)倍,A表示电路开环增益。电流反馈到输入端电压,相当于输入电路并联一个电阻,因此电路输入电阻降低了(1+A)倍,A表示电路开环增益。


3、电流-电压反馈

电流-电压反馈是指采样输出电流,并将输出电流转化为输入电压反馈到输入端。通常使用电电流表采样输出电压,电流表等效阻抗近似为0。电压反馈到输入端,相当于在输入端并联一电压源,理想电流源的内阻为0。因此,电流-电压反馈模型的输入阻抗趋于0,输出阻抗趋于0。通常使用Z模型。Z模型的表达式如下



7.png 8.png
电流-电压反馈使用Z模型的原因:输入阻抗趋于0时,在Z11=0时,I2仍可以计算出来,输出阻抗Z22=0时,I1仍然可以计算出来。


Z模型参数的计算Z11是在I2=0时计算,因此要求输出开路;Z22是在I1=0时计算,因此要求输入开路。所以在计算环路增益时,电流-电压反馈使用Z模型断开的方式如下:
9.png


由于电流-电压反馈是采样输出电流,相当于在输出电阻上串联一个电阻,所以电路输出阻抗增加(1+A)倍,A表示电路开环增益。反馈到输入端电压,相当于输入到电路的电压等于Vin-VfVin:原输入电压,Vf:反馈电压),即输入到模块的电压减小了,因此电路模块的输入阻抗增加了(1+A)倍,A表示电路开环增益。




4、电流-电流反馈
电流-电流反馈是指采样输出电流,并将输出电流反馈到输入端。通常使用电流表采样输出电流,电流表等效阻抗近似为0。电流反馈到输入端,相当于在输入电压上并联一个电流源,理想电流源的内阻为∞。因此,电流-电流反馈模型的输入阻抗趋于0,输出阻抗趋于∞。通常使用H模型。H模型的表达式如下



10.png 11.png
电流-电流反馈使用H模型的原因:输入阻抗趋于∞时,H11=0时,V2仍可以计算出来,输出阻抗H22=0时,I2仍然可以计算出来。


H模型参数的计算H11是在V2=0时计算,因此要求输出短路;H22是在I1=0时计算,因此要求输入开路。所以在计算环路增益时,电流-电流反馈使用H模型断开的方式如下:
12.png


由于电流-电流反馈是采样输出电流,相当于在输出电阻上串联一个电阻,所以电路输出阻抗增加(1+A)倍,A表示电路开环增益。电流反馈到输入端电压,相当于输入电路并联一个电阻,因此电路输入电阻降低了(1+A)倍,A表示电路开环增益。


5、参考文献
[1]CMOS模拟集成电路设计_拉扎维




发表于 2019-12-25 10:32:33 | 显示全部楼层
支持原创!!
发表于 2019-12-25 20:09:19 | 显示全部楼层
支持
发表于 2019-12-26 09:47:28 | 显示全部楼层
最近有个感觉:模拟IC设计论坛突然有点火了。像楼主这样的贴子,在前几年是不可能出现的。为什么会出现这种现象尼?我想,这大概是因为国内芯片行业“受惊”了,让美国总统特朗普给吓得!

看到楼主的贴子让我也想起自己当年刚入行的情形。反馈嘛,实际上就是检测输出,跟我们并联伏特表测电压或串联电流表测电流有点类似。反馈点跟输出点在一起,那就把反馈当成与输出并联的伏特表,反馈信号为电压。如果反馈点跟输出点之间有有源器件(电阻电容不算),那就把有源器件当成一个电流表,反馈信号为电流。
发表于 2024-4-17 16:48:02 | 显示全部楼层
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