電流負反饋放大器的原理分析與CAA計算機輔助分析設計
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圖6 開環(huán)增益隨閉環(huán)增益變化的特性曲線
1．3 電流負反饋放大器在音頻應用上的優(yōu)勢
首先，電流負反饋放大器可以較好地兼顧非線性失真與瞬態(tài)互調失真這兩項指標。眾所周知，環(huán)路增益是衡量一個放大器保持原始信號保真度的重要指標?，F(xiàn)代的電壓負反饋放大器為了減小瞬態(tài)互調失真，不得不減小負反饋深度，從而降低了環(huán)路增益，導致閉環(huán)增益誤差增大，非線性失真增大。而電流負反饋放大器由于有閉環(huán)增益和閉環(huán)帶寬無關的重要特性，只要反饋電阻RF保持不變，不論閉環(huán)增益如何變化，環(huán)路增益都保持不變，從圖6也可以看到，環(huán)路增益即開環(huán)增益曲線以下與閉環(huán)增益曲線以上所包圍的面積，雖然閉環(huán)增益改變了，但環(huán)路增益不變。因此，可以根據(jù)需要確定閉環(huán)增益而不必考慮是否會影響到閉環(huán)增益誤差和非線性失真。其次，電流負反饋放大器的開環(huán)傳輸阻抗的主極點頻率比電壓負反饋放大器高，高頻時的環(huán)路增益相對地大于電壓負反饋放大器。當信號頻率增加時電流負反饋放大器的閉環(huán)增益誤差就較小，高頻信號的非線性失真也小。
表1 OPA603和OPA621的失真特性
| 失真 | 增益 | 閉環(huán)增益ACL=2 | 閉環(huán)增益ACL=10 | ||
| OPA603 | OPA621 | OPA603 | OPA621 | ||
| 二次諧波失真 | -65dB | -68dB | -63dB | -50dB | |
| 三次諧波失真 | -78dB | -90db> | -62dB | -70dB | |
| 等效BIT數(shù) | 10.5 | 11 | 10 | 9 | |
| 表1是電流負反饋運放OPA603和電壓負反饋運放OPA621在不同負反饋深度（閉環(huán)增益）條件下的失真特性，OPA603在閉環(huán)增益為2和10時，諧波失真變化很小，OPA621在閉環(huán)增益增大時，諧波失真明顯變大，等效BIT數(shù)由11BIT降為8 BIT。再次，電壓負反饋放大器有GBW的限制，減小反饋深度就要犧牲帶寬指標，而電流負反饋放大器的閉環(huán)帶寬與閉環(huán)增益無關。最后，電流負反饋放大器的轉換速率一般比電壓負反饋放大器要好，因為電流負反饋放大器的轉換速率主要是由輸入信號幅度和邊緣決定的，理論上沒有轉換速率的限制，而且對所有的階躍輸入信號都產生理想的單極點指數(shù)輸出響應。圖7是電流負反饋運放LT1352的轉換速率與輸入階躍信號幅度的關系，可見，轉換速率是隨輸入信號幅度呈線性增長的。電壓負反饋放大器的轉換速率是由電路內部決定的與輸入信號無關的定值。因而在大信號輸入時，電流負反饋放大器的轉換速率比電壓負反饋放大器高得多，確保了電流負反饋放大器在大信號輸出時的功率帶寬遠大于一般電壓負反饋放大器，獲得了大幅度高頻信號的低失真重放。由此可以得出，在閉環(huán)增益較高、反饋深度較淺、功率帶寬越來越寬的現(xiàn)代音頻放大器的應用中，電流負反饋放大器比電壓負反饋放大器有利得多。
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