真實運放、回授與穩定度

閉迴路增益(closed-loop gain)

閉迴路增益是你真正得到、也真正設計的增益——當你把回授繞在運放外、把迴路閉合之後,整個電路的增益。它是誠實又好用的數字:輸入升高 1,輸出就升高閉迴路增益倍。不像原始開迴路增益那樣巨大又不可靠,閉迴路增益是適中、穩定、由你選定的。

公式為 Acl = A / (1 + A times beta),A 是原始開迴路增益、beta 是回授分量。當迴路增益 A times beta 很大時,化簡成漂亮的結果 Acl = 1/beta,完全由回授電阻決定。非反相放大器的增益為 1 + Rf/Rg;反相放大器為 -Rf/Rin。例如:Rf = 90 kΩ、Rg = 10 kΩ,非反相增益為 1 + 90/10 = 10。把它們對調,你就能用兩顆電阻撥出任意想要的增益。

為何重要:因為增益取決於電阻比而非運放,它精確、隨溫度穩定、且每顆晶片都一樣。回授在此增益下也削減失真、提升頻寬。但要記住一個深刻的取捨:頻寬等於增益頻寬乘積除以閉迴路增益。向一顆 1 MHz 的運放要求增益 100,你只會得到 10 kHz 的頻寬。更高的增益,永遠以速度為代價。

一顆增益頻寬 1 MHz 的運放,設成閉迴路增益 10,頻寬為 1 MHz / 10 = 100 kHz;設成增益 100,只剩 10 kHz。同一顆晶片,增益不同,速度大不相同。

頻寬 = 增益頻寬乘積 / 閉迴路增益——增益與速度互相取捨。

簡潔的 Acl = 1/beta 只有在迴路增益很大時成立。接近運放頻寬時迴路增益縮小,Acl 會掉到理想值以下,失真也會回升。

又稱
circuit gainAcl閉環增益