1.1.7 T形网络同相放大电路

当需要设计闭环增益 A _v =100且电阻 R ₁ =10kΩ的同相放大电路时，电阻 R ₂ 约为1MΩ。然而该电阻值在实际应用电路中使用时并不常见，电阻值太大时准确度、稳定度、干扰抑制性均大大降低，所以通常采用T形网络提高同相放大电路的放大倍数。

图1.16为T形网络同相放大电路，表1.2为T形网络同相放大电路仿真元器件列表，整理得电路放大倍数：

其中， R ₁ 为kΩ级别的电阻，具体大小由输入信号决定，该阻值基本决定运算放大器反馈电流的大小； R ₂ 通常为10倍 R ₁ 阻值，然后再计算 R ₃ 和 R ₄ 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形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。

1.偏置点分析

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，偏置点仿真设置如图1.17所示。

偏置点仿真分析结果如下。

（1）小信号特性

电压增益：V（VOUT）/V_VIN=1.059E+02；约为106

输入阻抗：INPUT RESISTANCE AT V_VIN=9.963E+11

输出阻抗：OUTPUT RESISTANCE AT V（VOUT）=1.390E-01

（2） 直流灵敏度

通过仿真分析结果可得：T形网络同相放大电压增益约为106；输入阻抗为运算放大器正相输入端阻抗；输出阻抗为1.390×10 ^-1 Ω；电阻 R ₁ 和 R ₃ 对输出电压最敏感，相对灵敏度分别约为1%和-1%；电阻 R ₂ 和 R ₄ 灵敏度次之；所以电阻 R ₁ 和 R ₃ 的准确度和稳定度对电路输出稳定性影响至关重要。

2.瞬态和参数仿真分析

对电路进行瞬态和参数仿真分析，具体设置如图1.18和图1.19所示，仿真时间为2ms，最大步长为5μs，电阻 R ₁ 阻值分别为0.5kΩ和1kΩ，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 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进行仿真分析和验证。