有关电容负反馈运放的分析

Blueet

如图为采样电容作负反馈的放大电路，RF为大电阻，根据拉书开关电容导论第一节的说法，是为x点提供偏置电压。
该反馈电路的传输函数是高通特性，只有一个极点和一个零点：

我采用该电路结构搭建了电路，如下：


仿真得到的幅频特性曲线呈现带通特性，如下：


本人的疑问在于：1.为何闭环运放不止有一个极点，后面的极点是否是运放引入的？本设计中的运放采用两级密勒结构，开环增益为80dB，带宽3kHz，计入运放的非理想性，该电阻负反馈的完整传输函数应当如何分析计算？
2.关于x点的偏置电压建立过程是怎样的：x的电压是输出共模电平反馈回运放负输入端的吗，即Vx=Vout，CM？在设计运放的时候需要确保运放输入共模电平等于输出共模电平，否则Vx的电压等于输出共模电平，却不是设计的输入共模电平，会不会导致运放工作状态不是设计值？在电路工作的时候，Rf和Cf两端直流电平的Vx和Vout能达到相等，即x点电压偏置接近于输出共模电平Vout,CM？
希望大神们给个分析思路解惑

Blueet

求教啊

老尤皮

1. 从你的幅频特性图上我没看出来“不止有一个极点”
2. 共模电平不是由输出决定输入，而是由运放的虚短特性决定的。对电路做分析的时候，正确的思路应该是：因为虚短，放大器正端的电压和负端的电压相等，同时负端电压也和输出的直流电压相等。当然这个电位确实是通过输出端的直流电压反馈回输入端来确定的，但是对电路做分析的时候要按照“输入决定输出”这样去想。

Blueet

老尤皮 发表于 2022-3-22 09:39
1. 从你的幅频特性图上我没看出来“不止有一个极点”
2. 共模电平不是由输出决定输入，而是由运放的虚短特 ...

多谢你的回答，可能我没表达清楚，我重新表叙一下：1.按理想运放分析，即利用了虚短虚短，求得该电容负反馈放大电路的传输函数可以看出在f=0处有一个零点，在f=(2*pi*Rf*Cf)处有一个极点，因而幅频特性开始时是上升的，然后遇到极点曲线平了，之后又开始下降了，说明又遇到了极点，这个极点我猜测是运放的主极点引起的，但是不知道具体该怎么分析；2.第二个问题我的主要困惑是在运放同相端施加所设计的共模输入电平，运放内部具体是怎么工作的使得这样连接能在运放反向端产生直流电位，这一电位在直流分析中是等于同相端施加的电位，而与输出共模无关，所以设计运放的时候无需使得输出共模电平等于输入共模电平，输出共模电平根据后续电路或其他要求设定为其他不等于输入共模电平的值也可以是的该反馈电路正常工作。

以上图的两级运放为例，希望能说明一下如何理解，感激感激

老尤皮

1. 这个要靠你自己去推公式了。C1上的电流等于C2+Rf上的电流，同时放大器又满足Vout=-Av*Vx，Av=直流增益/(1+s/wp)，联立这几个方程算一下
2. 因为形成了负反馈，如果Vx的电压有偏差，那么Vout的电压会有一个反向的偏差，这个反向的偏差通过反馈路径回到Vx上，保证Vx的电压处在虚短的状态
3. 严格来说，你这里用“输出共模电平”这个词是错的，因为你的放大器是单端输出的，单端的信号没有共模的概念，只有直流偏置点的概念
4. 你发的图里面的字太潦草了