真實運放、回授與穩定度
迴路增益(loop gain)
如果負回授是一個不斷修正輸出的工人,迴路增益就量度這名工人有多強。它回答一個問題:把一個小訊號送著繞迴路一整圈——經過放大器、輸出、再經回授路徑回來——回到原處時放大了幾倍?迴路增益 10,000,代表修正的力量是它對抗的誤差的 10,000 倍。正是這份強度讓回授奏效。
迴路增益是放大器順向增益 A 與回授分量 beta 的乘積,寫成 T = A times beta。例如:開迴路增益 A = 100,000、回授分量 beta = 1/10,迴路增益 T = 10,000。T 越大,閉迴路增益就越緊貼理想值 1/beta。實際上,與理想值的相對誤差約為 1/T:當 T = 10,000,真實增益與理想值相差約 0.01%。買到精度的是迴路增益而非原始增益;想知道你的回授到底有多好,就看這個量。
為何重要:迴路增益並非固定值——它隨頻率升高而下降,因為運放的開迴路增益 A 隨頻率掉落。低頻時你或許有 100,000 的迴路增益;到幾百 kHz 可能已掉到 1。穩定度中最關鍵的一個頻率,就是迴路增益穿過 1(0 dB)之處,因為過了那裡回授再也修正不了任何東西,而恰在那一點的相位移,決定電路是平靜還是振盪。
用開迴路增益 100,000 的運放做一個閉迴路增益 10(beta = 1/10)的放大器,其直流迴路增益為 100,000 times 1/10 = 10,000。隨頻率升高、開迴路增益下降,這個 10,000 會朝 1 縮小。
迴路增益 = 順向增益 times 回授分量;這正是回授拿來換精度的本錢。
別把迴路增益(A times beta,修正有多強)和閉迴路增益(1/beta,你得到的增益)混為一談。大的迴路增益,給出一個小而受控、且準確的閉迴路增益。
又称
另见