T型网络相同放大电路的工作原理分析
主要内容：t型网络相同放大电路工作原理分析与测试
1、工作原理分析
当需要设计闭环增益av=100且电阻r1=10kω的同相放大电路时，电阻r2约为1mω。然而该电阻值在实际应用电路中使用时并不现实，电阻值太大时精度、稳定度、干扰抑制性均大大降低，所以通常采用t型网络提高同相放大电路的放大倍数。
图1.16 t型网络同相放大器电路
图1.16为t型网络同相放大电路，整理得到电路放大倍数：
其中：r1为kω级别电阻，具体大小由输入信号决定，该阻值基本决定运放反馈电流大小;r2通常为10倍r1阻值，然后再计算r3和r4阻值。为实现电路的稳定性和抗干扰性能，电阻值通常选择100kω以内。
图1.16中t型网络同相放大电路的放大倍数为：
当输入信号为10mv时对电路进行仿真测试：
a、偏置点分析：bias point
利用偏置点分析，计算小信号电压增益、输入阻抗、输出阻抗和每个元器件相对输出信号的灵敏度，仿真设置如图1.17所示。
图1.17 偏置点仿真分析设置
偏置点仿真分析结果：
小信号特性：
通过仿真分析结果可得：t型网络同相放大电压增益约为106;输入阻抗为运放正相输入端阻抗;输出阻抗为1.390e-01;电阻r1和r3对输出电压最敏感，分别约为1%和-1%;电阻r2和r4灵敏度次之;所以电阻r1和r3的精度和稳定度对电路输出稳定性影响至关重要。
b、瞬态和参数仿真分析：time domain、parametric sweep
图1.18 瞬态仿真分析设置
图1.19 参数仿真分析设置
对电路进行瞬态和参数仿真分析，如图1.18和图1.19所示，仿真时间2ms，最大步长5us;电阻r1阻值分别为0.5k和1k，对应放大倍数分别为：206和106。仿真结果如图1.20所示。
图1.20 输出电压波形
图1.20为瞬态和参数仿真波形，当输入电压v(in)为10mv正弦波时，输出电压v(vout)峰值分别为2.06v和1.06v，电路分别实现206倍和106倍同相放大。
正如期望所料，所有电阻值均小于100kω，但却实现百倍放大。与通常设计题目一样，以上设计不存在唯一解。但由于电阻值存在容许误差，所以放大器的实际增益值将会在一定范围内波动，读者可以进行蒙特卡洛和最坏情况分析来仿真分析和验证。
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图1.16 t型网络同相放大器电路
图1.16为t型网络同相放大电路，整理得到电路放大倍数：
其中：r1为kω级别电阻，具体大小由输入信号决定，该阻值基本决定运放反馈电流大小;r2通常为10倍r1阻值，然后再计算r3和r4阻值。为实现电路的稳定性和抗干扰性能，电阻值通常选择100kω以内。
图1.16中t型网络同相放大电路的放大倍数为：
当输入信号为10mv时对电路进行仿真测试：
a、偏置点分析：bias point
利用偏置点分析，计算小信号电压增益、输入阻抗、输出阻抗和每个元器件相对输出信号的灵敏度，仿真设置如图1.17所示。
图1.17 偏置点仿真分析设置
偏置点仿真分析结果：
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图1.18 瞬态仿真分析设置
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对电路进行瞬态和参数仿真分析，如图1.18和图1.19所示，仿真时间2ms，最大步长5us;电阻r1阻值分别为0.5k和1k，对应放大倍数分别为：206和106。仿真结果如图1.20所示。
图1.20 输出电压波形
图1.20为瞬态和参数仿真波形，当输入电压v(in)为10mv正弦波时，输出电压v(vout)峰值分别为2.06v和1.06v，电路分别实现206倍和106倍同相放大。
正如期望所料，所有电阻值均小于100kω，但却实现百倍放大。与通常设计题目一样，以上设计不存在唯一解。但由于电阻值存在容许误差，所以放大器的实际增益值将会在一定范围内波动，读者可以进行蒙特卡洛和最坏情况分析来仿真分析和验证。
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