一个运放的扩压扩流电路的仿真分析

         在学习ADI的资料时，看到一个运放的扩压扩流电路，如下图所示：

        这个是一个放大20倍的反相放大电路，虽然输入连接在了运放的同相端，但是后级的扩压扩流是反相的，所以，总体电路是反相放大电路。

        忽然好奇，这个电路如果输入方波会怎样？好奇就试试了，没有找到LTC1152的运放，就找了一个其他的代替。

        可以看到，信号的上升沿和下降沿都很缓慢，这是因为反馈电容C1太大了，积分时间长。

        通过环路增益仿真，选择合适的反馈电容参数，顺便练习一下前面的运放环路增益的测量方法。这里使用简单测量即可，不需要精确。

        看图，也就是C1=220pF的时候，0dB的相位裕度略大于90度，是没有过冲的。来看一下时域仿真的情况。可以看到，C1=220pF的时候，上升速度最快，且没有过冲。

        最后单独看一下C1=220pF的效果：

        这个就是一个很简单的根据环路增益，来调整反馈电容的示例。因为实际电容误差很大，一般在10%都20%之间，而且还会受到温度和电压的影响。因此，实际使用的电容要略大于220pF，比如270pF或者300pF。仿真的好处就是可以任意修改，随时切换时域和频域去查看仿真结果。

        当然，实际情况是，很多人会拿着一个电容盒，挑选一个电容，更换焊接，然后看示波器的输出信号，最后决定出多大的反馈电容合适。

        该电路的后级功率放大电路自身带有负反馈，快速分析其放大倍数如下图所示。因为将三极管等效为运算放大器时，三极管的放大倍数不够大，因此计算误差会大一些，实际仿真可以看到，反相放大倍数达不到20倍，大约13倍左右。电路图的画法会影响对电路的理解。

        最后再补充说明一下：在分析放大倍数（交流）时，通常电压源可以认为是短路，电流源可以认为是开路。在偏置电流足够大的时候，三极管的基极电流可以忽略，达到类似理想放大器输入电流为零的效果。比如上图对于Q5来说，同相输入端的125V电压源，就可以认为是短路到地，输出的Q2是缓冲器，输入在基极，输出在集电极，就构成了反相放大电路。