人们经常对运放采用串联终结方式，以匹配负载的阻抗。但这种实用方法会在终结电阻上产生3dB的输出功率损耗（图1）。较新型运放采用3V和5V工作，限制了输出摆幅，这意味着应避免采用串联匹配电阻方法。另一种办法是用一个串联反馈电路来设定输出阻抗。在40多年前，GTE Lenkurt电子公司的一名高级研究工程师John Wittman就介绍过这一技术。 
图1,采用一个与负载相等的串联终结电阻会浪费3dB的功率，使输出摆幅减半。 采用了这种技术后，设定输出阻抗可以增加6dB的相互反馈，获得优于30dB的返回损耗。需要增加的是一只串联电流检测电阻、另一只运放，以及一个限流电阻（图2）。本例显示的是高侧传感器和一个非平衡负载。正向放大器设计为两倍于空载所需增益。在本例中，开路增益为2.7,输入阻抗为1Ω。输入电流为1A,输入信号为1V.
图2,这种方法采用了一个高侧电流检测电阻和第二只放大器，将输出阻抗设定为匹配于负载，从而可以达到几乎全部输出摆幅。 为匹配放大器的1Ω负载，串联反馈电路必须从运放的负输入端转出一半的输入电流。原1A输入电流流经RF?,减少到0.5A,意味着输出电压是开路电压的一半。输出阻抗现在为1Ω，串联反馈为6dB,于是输出阻抗能与负载相匹配，并仍能获得放大器的几乎满电压摆幅，再也不会在串联终结上浪费掉一半输出功率。本例使用的电流检测电阻值是输出负载的3%,这样功耗将为3%.通过仔细设计，可以将功耗降低到1%以下。
在电信线路中，为获得纵向平衡，两根导线的对地阻抗应该相等。纵向平衡可防止出现串扰与60Hz感应噪声。这在DSL（数字用户线）服务的较高频率下也很重要。电信公司一般采用变压器来提供80dB~120dB的纵向平衡。变压器也隔离了闪电等所导致的瞬流。这一技术的应用可以通过变压器耦合与低侧的电流检测（图3）。设计过程仍然相同，不过只要两只电阻就可以提供6dB的反馈。 用状态方程可以做电路分析的形式化。对于图2中的电路，由于运放的负输入端为虚拟地，可以获得输入电压与电流的关系：IIN=（VIN- V-）/1Ω=VIN/1Ω。由于运放的负输入端为高阻抗，因此该端点的电流必须加到0A上，由此可获得另一个方程。 汇总V-上的电流，但结点电流要参照检测电阻，包括0.3Ω的电阻以及0.03Ω的检测电阻：0=VIN/1Ω+VOUT/2.7Ω+0.37VOUT/ RLOAD.可以将电路函数以矢量和矩阵形式表示：（I）=（ADMITTANCE）&TImes;（V）。还可以对适当的电流状态做展开： 
然后，展开成电压的矢量表示式： 
将这些值代入（I）= （ADMITTANCE）&TImes;（V），解出（V）： 
对于图2中的电路，强制函数为I1;输入电流为1A.对导纳矩阵求反，然后乘以电流矢量，就可以得到电压矢量。用惠普公司的HP-48计算器可以完成这个艰难的工作。获得的结果是：VIN为1V,计算出VOUT为-1.35V,是无负载增益2.7的一半。然后对1000Ω的负载电阻重复这个分析： 
对矩阵（Y）求反，乘以I矩阵，I1为1A,得到一个开路负载的电压矢量，VIN等于1V,而VOUT为-2.7V,从而确认了设计是正确的。
。 （本文来源网络整理，目的是传播有用的信息和知识，如有侵权，可联系管理员删除）
版权声明：网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播，或不应无偿使用，请及时联络我们，采取适当措施，避免给双方造成不必要的经济损失。