模擬電子——自舉電路增大輸入阻抗的方法

自舉電路也叫升壓電路，利用自舉升壓二極管,自舉升壓電容等電子元件，使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高．有的電路升高的電壓能達(dá)到數(shù)倍電源電壓。

在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，常?？梢岳?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/自舉電容">自舉電容構(gòu)成的自舉電路來(lái)改善電路的一些性能指標(biāo)，比如增大電路的輸入阻抗、提高電路的增益以及擴(kuò)大電路的動(dòng)態(tài)范圍等等，在這里，我舉一個(gè)自舉電路的例子來(lái)詳細(xì)說(shuō)明它是如何增大電路的輸入阻抗的。

一個(gè)很普通的原理圖如下，

在上圖中，為了使得運(yùn)放在靜態(tài)時(shí)能夠正常工作，必須得在同相輸入端與地之間加上一定阻值的電阻。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單分析可知這里引入的是一個(gè)電壓串聯(lián)負(fù)反饋，熟悉運(yùn)放工作原理的人一眼就可以看出這個(gè)電路的輸入電阻為：

很顯然，這樣的輸入電阻相對(duì)而言實(shí)在過(guò)小，圖中放大電路因此從信號(hào)源索取的電流就會(huì)相應(yīng)很大，信號(hào)源內(nèi)阻的壓降隨之增大，信號(hào)電壓損失自然也就越大。所以，我們得想辦法把它的輸入電阻給提高一下，這時(shí)，我們可以設(shè)置一個(gè)自舉電路的形式來(lái)有效的解決這個(gè)問題，解決辦法如下圖所示：

僅僅多加入了一個(gè)電容器，這個(gè)電路的輸入電阻就“今非昔比”了。利用瞬時(shí)極性法可以判斷出，電路中除了通過(guò)R4接反向輸入端引入一個(gè)負(fù)反饋外，還通過(guò)R1接同相輸入端而引入了一個(gè)正反饋，此時(shí)，R2和R3兩個(gè)電阻并聯(lián)在一起了。需要說(shuō)明的是，這里電容（C1、C2）的選取值是比較大的，它們相對(duì)于交流信號(hào)來(lái)說(shuō)相當(dāng)于短路。正反饋的結(jié)果使得輸入端的動(dòng)態(tài)電位隨之升高，也就是這種通過(guò)反饋使得輸入端的動(dòng)態(tài)電位升高的電路，稱之為“自舉電路”。

由于電容器C2很好的“通交隔直”特性，使得R1兩端的壓降即為（uP-uN）,此時(shí)通過(guò)電阻R1的電流為：

我們?cè)賮?lái)看看這個(gè)電路的輸入電阻情況，可得出如下方程式：

顯而易見，對(duì)于該運(yùn)放來(lái)說(shuō)，由于電路中引入了深度負(fù)反饋，因此uP、uN幾乎是相等的，那么Ri就會(huì)趨于極大值了，輸入電阻也就得到了大幅度地提高，該電路的性能指標(biāo)也因此得到了良好的改善。

本文結(jié)論：由此分析可知，在阻容耦合放大電路中，常?？梢栽谝胴?fù)反饋的同時(shí)，引入合適的正反饋，以此提高電路的輸入阻抗，來(lái)有效改善電路的性能指標(biāo)。