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Op-Amp 正反馈:滞回、比较器与振荡器

负反馈对调节 Op-Amp 增益、带宽、稳定性至关重要,正反馈亦有独特优势。将输出反馈至同相输入,Op-Amp 可锁定两个饱和态之一,产生滞回,在比较器和振荡器设计中极具价值。

负反馈核心思想是将输出拉回平衡。无负反馈时,极微小差分输入即驱动 Op-Amp 饱和,表现为简单比较器。

引入负反馈——输出反馈至反相 (–) 输入——驯服 Op-Amp 巨大差分增益。输出稳定在平衡两输入电压的值,产生由外部反馈网络决定的可预测线性响应。

Op-Amp 正反馈:滞回、比较器与振荡器

Op-Amp 正反馈

正反馈将输出接至同相 (+) 输入。最简单配置为输出直连 (+) 输入,反相 (–) 输入悬空。若 (–) 输入接地,Op-Amp 输出跟随 (+) 输入电压符号,驱动自身至正或负饱和。

因输出已饱和,电路变为双稳态:维持当前饱和态,直到施加于 (–) 输入的外部电压超过当前输出电平。此特性称滞回,是许多数字逻辑电路基石。

Op-Amp 正反馈:滞回、比较器与振荡器

正反馈应用

1. 带滞回比较器
无滞回比较器在输入穿过参考电压时翻转输出,噪声信号导致毛刺。加入小正反馈电阻建立两个不同参考电平——输出高时上阈值、输出低时下阈值。输出仅当输入超出这些阈值才翻转,即使存在失真也能得到干净方波输出。

Op-Amp 正反馈:滞回、比较器与振荡器

2. 自激振荡器
将正反馈与延迟负反馈路径(典型 RC 网络)结合,Op-Amp 可产生连续方波。输出在两饱和态间交替,RC 时间常数设定振荡频率。

Op-Amp 正反馈:滞回、比较器与振荡器

复习

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