負(fù)反饋電阻在運(yùn)放電路中有什么作用?
信號源內(nèi)阻較大時(shí),添加阻值與信號源內(nèi)阻相同的反饋電阻,可以減少輸出失調(diào)電壓,提高跟隨精度。
兩種電壓跟隨器的理想閉環(huán)增益都等于一。
在電壓跟隨器中,共模抑制比的影響將加強(qiáng)。此外,同相端到信號源之間不接電阻對減小定態(tài)誤差是有利的。
但是,當(dāng)這個(gè)匹配電阻取零,則要求反饋電阻為零,在發(fā)生堵塞現(xiàn)象時(shí),反饋回路中電流較大,不利于輸入級的保護(hù)。所以,在使用中應(yīng)注意。
加有反饋電阻的跟隨器,在電路發(fā)生“堵塞”時(shí),對電路有一定的限流保護(hù)作用,這是它的優(yōu)點(diǎn)。但定態(tài)誤差增大了些。
【注】何為“堵塞”?
電壓跟隨器本來就是同相運(yùn)算放大器,同相運(yùn)算放大器的共同特點(diǎn)之一是同相端和反相端加有共模電壓。
射頻電阻并聯(lián)同效電容的方式方法
在射頻和微波頻段使用的高功率電阻,大多數(shù)使用在Wilkinson功分器或者合路器產(chǎn)品中。為得到最好的性能,在Wilkinson功分器中使用的100歐姆隔離電阻,必須具有較小的等效電容,以便于降低對插入損耗的影響。另外,如果隔離電阻使用在Wilkinson合路器中,那么其需要吸收每個(gè)輸入端口的輸入功率的一半。
分離電阻常常用于設(shè)計(jì)高功率衰減器。頻率低的時(shí)候,這是可行的;然而在高頻時(shí),分離電阻的寄生參數(shù)會(huì)導(dǎo)致衰減器的特性比預(yù)計(jì)的要差。
高功率電阻擁有不同的形狀和尺寸。應(yīng)用最普通的幾種分別為:表貼型電阻,具有引線(有/無 絕緣外殼)的電阻,具有引線和絕緣外殼,并安裝在導(dǎo)電法蘭上的電阻。各種高功率電阻的外形如下:
高功率電阻的規(guī)格參數(shù)
高功率電阻的主要參數(shù)包括:電阻值,最大功率容量(大多數(shù)是指在100度溫度下的),功率-溫度曲線和機(jī)械外形尺寸。另外,最大或者典型的等效電容值有些情況下也需要提供。
電阻和最大功率這兩個(gè)參數(shù)一般是比較明確的,并且對設(shè)計(jì)師來說也很有用。相對來說,等效電容這個(gè)參數(shù)就比較模糊。多數(shù)情況下,廠商并不會(huì)提供等效電容是在何種頻率下測得,以及采用哪種測試方法。
等效電容分很多種。并聯(lián)等效電容是指在電阻膜和地平面之間的由射頻散射場所形成的電容(如圖2)。其它的等效電容比如輸入和輸出焊盤之間的,由于其對實(shí)際應(yīng)用的影響較小,特別是在低頻的時(shí)候,一般不做重點(diǎn)考慮。
到目前為止,高功率電阻在1MHz以上的等效電容的測試還沒有標(biāo)準(zhǔn)。按照MIL-STD 202G的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,等效電容的測試頻率建議為:60Hz,120Hz,1KHz,10KHz和1MHz。
有人提出:在1MHz測試得出的等效電容一定可以滿足MIL的標(biāo)準(zhǔn),但是這個(gè)電容信息對希望其能工作在2.7GHz的設(shè)計(jì)師來說,一點(diǎn)用都沒有。同樣的情況也適用于工作頻率為GHz頻率范圍的基站產(chǎn)品。
測試方法和等效電容的提取
當(dāng)高功率電阻用于射頻和微波頻段時(shí),具有損傳輸線的特性。圖3是一個(gè)電阻的集總元件模型和其高頻等效電路模型。圖3中的并聯(lián)電容可以通過測試S參數(shù)的方式提取。但測試設(shè)備的類型、校準(zhǔn)的技術(shù)、材料的介電常數(shù)都會(huì)影響測試結(jié)果。
為更加形象的展示等效電容的提取過程,我們使用500W的帶引線的50歐姆電阻制作了一個(gè)如圖4的樣本。圖3中的參考面的建立是通過測試儀器的校準(zhǔn)以及設(shè)置來實(shí)現(xiàn)的。
測試數(shù)據(jù)和建模數(shù)據(jù)
為了驗(yàn)證參數(shù)的提取過程,我們使用Microwave Office建立了一個(gè)EM電阻模型。如圖5顯示,EM分析得到的S參數(shù)和測試得到的S參數(shù)被一起標(biāo)注在一張Smith原圖上。從圖中可以看出,在2.7GHz以下,測試的數(shù)據(jù)和建模的數(shù)據(jù)具有很好的相關(guān)性。
等效電容的計(jì)算
為得到電阻的并聯(lián)等效電容,我們需要用到b這個(gè)值,其任意頻率的值都可以直接從我們舉例的圖中得到。
舉例如下,從綠色的線(測試數(shù)據(jù))上查到:在2.3GHz,b=1.083。將其帶入下面的公式可以得出等效電容的值為1.5pF。
如果我們依照紅色的線(建模數(shù)據(jù))得到b,然后重新計(jì)算在2.3GHz的等效電容,其為1.55pF。這兩個(gè)數(shù)據(jù)再次顯示了測試數(shù)據(jù)和建模數(shù)據(jù)之間的良好的相關(guān)性。
除了單頻點(diǎn)的計(jì)算外,我們在圖6展示了并聯(lián)電容的掃頻測試結(jié)果。結(jié)果同樣顯示了兩種方法獲得的S參數(shù)具有高度的相關(guān)性。
高功率電阻廣泛應(yīng)用于功率分配電路。由于射頻散射場在電阻膜和地之間形成的并聯(lián)等效電容(并聯(lián)端到地)變成了一個(gè)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。等效電容的典型值一般給出的都是在1MHz的頻率測得的。然而,在GHz的頻段,對設(shè)計(jì)來說,一個(gè)高頻的等效電容值會(huì)更有參考意義。
本文闡述了提取并聯(lián)等效電容的測試方法和過程。EM建模數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)的高相關(guān)性說明等效并聯(lián)電阻可以通過測試S參數(shù)的方法來獲取。