闭环负反馈放大器增益和带宽关系

在 11－9负反馈这一节中已分析过负反馈降低增益，增加带宽。图13－23用波特图表示了一个典型的集成运算放大器的增益与频率的对应关系。它说明了增益如何随着频率的增加而减少。注意在图13－23中开环特性曲线显示截止频率是7Hz。这个频率叫做fc。超过截止频率后，随着频率的增加增益以相同的速率减小。多数运算放大器，在fc以上每10倍频，增益减少20dB。

查看图13－23开环增益，在10Hz处增益是100dB。在对数频率轴上增加一个格，频率增加10 倍。现在检查100Hz处的增益 ，看到它下降到80dB，增益减少了20 dB。

波特图是近似的，图13－24显示放大器的实际增益比在fc处少3dB。这点的误差最大，值得注意的是，波特图在频率比fc高或低很多时都是精确的。为了求出在fc处的准确增益，要减去3dB。

在图13－23中的开环增益显示截止频率低于10Hz。因此从这个波特图我们知道在这点增益已经小了3dB。通用运算放大器的增益在5Hz左右开始减少，显然在开环工作时不是宽带放大器。运算放大器通常是闭环工作，负反馈增加运算放大器的带宽。例如增益减少到20dB。现在放大器的带宽增加到100kHz。闭环特性也显示在图13－23中。

用波特图容易预测工作在负反馈的运算放大器的带宽。图13－25是一个通用运放组成的反相放大器例子。第一步是求闭环的电压增益：

负增益是指出放大器是反相的。忽略负号，求dB增益。

Au =20×log100 = 40dB

在图13－23波特图的纵轴上找到40 dB点，向右延伸同开环波特图在10kHz相交。这点就是fc(截止频率)，放大器的带宽是10kHz。在fc处减少了3dB，在10kHz处增益是37dB，在fc以上每10倍频，增益下降20dB。因此在100kHz时增益将是40 dB － 20 dB = 20 dB。