運算放大器之開(kāi)環(huán)增益

大多數電壓反饋(VFB)型運算放大器的開(kāi)環(huán)電壓增益(通常稱(chēng)為AVOL，有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)AV)都很高。常見(jiàn)值從100000到1000000，高精度器件則為該數值的10至100倍。有些快速運算放大器的開(kāi)環(huán)增益要低得多，但是幾千以下的增益不適合高精度應用。此外還要注意，開(kāi)環(huán)增益對溫度變化并不高度穩定，同一類(lèi)型的不同器件也會(huì )存在極大差異，因此，增益值必須很高。

　　電壓反饋運算放大器采用電壓輸入/電壓輸出方式工作，其開(kāi)環(huán)增益為無(wú)量綱比，所以不需要單位。但是，數值較小時(shí)，為方便起見(jiàn)，數據手冊會(huì )以V/mV或V/μV代替V/V表示增益，電壓增益也可以dB形式表示，換算關(guān)系為dB = 20×logAVOL。因此，1V/μV的開(kāi)環(huán)增益相當于120 dB，以此類(lèi)推。

　　電流反饋(CFB)型運算放大器采用電流輸入和電壓輸出，因此，其開(kāi)環(huán)跨導增益以V/A或Ω(或kΩ、MΩ)表示。增益值通常介于幾百kΩ與幾十MΩ之間。

　　根據基本反饋原理，為了保持精度，精密放大器的直流開(kāi)環(huán)增益AVOL必須很高。通過(guò)檢查閉環(huán)增益公式就能發(fā)現這點(diǎn)，該公式包含由有限增益引起的誤差。包含有限增益誤差的閉環(huán)增益公式如下：

　　其中，β是反饋環(huán)路衰減，也稱(chēng)反饋因子(反饋網(wǎng)絡(luò )的電壓衰減)。噪聲增益等于1/β，因此，該公式還可以其它形式表示。將公式右端兩項合并，把NG(噪聲增益)代入，可得到

　　如下公式：

　　公式1和2是等效的，兩者均可使用。如前所述，噪聲增益(NG)只是從與運算放大器輸入串聯(lián)的小電壓源獲得的增益，是同相模式下的理想放大器信號增益。如果公式1和2中的

　　AVOL無(wú)限大，閉環(huán)增益就和噪聲增益1/β完全相等。

　　但是，由于NG AVOL且AVOL為有限值，因此存在閉環(huán)增益誤差，估算公式如下：

　　注意，公式3中的百分比形式增益誤差直接與噪聲增益成比例，因此，有限AVOL對低增益的影響較小。一些示例可以說(shuō)明上述增益關(guān)系的要點(diǎn)。

　　開(kāi)環(huán)增益不確定性