請問各位大大有關跑OPAMP模擬的問題~~~ - Analog/RFIC討論區
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各位大大還會去跑單一OP的特性嗎??(gain的頻率響應) ... 花心思去思考當你設計出來的op的gain和phase margin沒有達到預期時,你該如何調整op的size, ...
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請問各位大大有關跑OPAMP模擬的問題~~~
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狗仔卡
電梯直達
1#
發表於2008-4-2922:45:59
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請教各位大大
#k5n*S0S8n&e小弟在跑OP的模擬的時候有一些疑問:b1r(\1e'q#{9i"r5x
甚是困惑
%v#[1[7D9j%p;b(I%n不知道有沒有大大可以幫小弟開釋一下
.J7Q5x$?:s r u1\.W {1. http://0rz.tw/1340k-`1}&_&d6W4k0@:M!j/X:],H
我們如果要跑單純的一個OP*^$d5]-{([;t
會是直接畫像這樣的電路圖
#C7N+o6U;c-d'@3K然後用spice給Vin的電壓
4n+~*P%F0z8h)^之後去量output的電壓
9H!\(z/v!F&m4y-n%D再跟Vin相比之後得到A的db值嗎??
6F/S-u$@"Q"^'s在設計一個OP的時候
0U#h9A*\-c!S3k3`0C(l大家會去跑像這樣的電路嗎??
-h,^*r+S0s1}9_6R/I跑出來的A(db)是不是只能看出這個OP的gain跟頻寬呢??
%P+I4o*Q8M;F還有沒有甚麼其他的用途??
*g;\ j'p!O8a,h7y另外在給Vin的時候,我看到書上的spice檔是寫 &c,K+]0l$`;O4H8D
Vin a點 b點 dc 1 ac 18_&@%m.W5C8U#R(J3z
這樣的意思是他給幾伏的ac訊號呢??
8U,~&g7C+C7P如果是1v的話,那放大器不是會飽和掉嗎??5X9W+L2N9I#| k:}
怎麼可以求出Vout的值呢??
#E+p8t7h#Y:F+w(`8t,s:p-D&U"o$k8d2B'n
2. http://0rz.tw/9040H1d+a8Q+p!q4L+K7[#j
這張圖他把電路加上一個很大的R跟C之後負回授
1B3s*p'^'Q'f9L&P)_ \%n我不太了解他為什麼要這樣子接??,D(@#M5O8B3^
這樣子的量測跟上面的open-loop有甚麼不一樣呢??
'e+z9`-p/l0R9a'?.`7k8D!e!b7R
3. http://0rz.tw/5040G
0W2B:|.t(]/@0R"J假設現在有一個這樣的系統!x.[2g#V2s;B*j
原先沒有大R跟大C的負回授系統4D&B!g9R-w,S9h2F
我們為了要檢查這個系統的穩定度5R5P5I1o+i!Y9d3q$P
所以會去跑頻率響應
%m:e%n+k#x3]*M5s!B#t這個意思是我們要去看A(Beta)的大小跟相位嗎??
5V4x9s5o!?"U3p書上的做法是在負回授的點上加入大R跟大C3G$b"Q0]2_5E
然後看V-端跟Vin的比值
3D k+X7f'l他這樣子的求法還算是open-loop嗎??
-E5A,j4K+k還是算是close-loop??%M'B!Q7P!L"?%W;O
這樣子求出來的比值是A(Beta)嗎??
7?5\,d-T,F1?.X#o4v3M3j-{2b'R/w
假設有這樣子的系統8g"v#D:N&Y-o,W
各位大大還會去跑單一OP的特性嗎??(gain的頻率響應):E*D4Z;?/U1d8W)k;g
還是直接看這個系統的穩定度呢??
4b;u"{$k;['n
!|1w!S;O9Z&y'b問題很多又很雜
:H*d%@0x3O!w&]小弟為此困惑良久
+}2@&X6y"y8C希望有大大可以給盞明燈%v%b$y'w6p+n5y+d;H*@
在此先謝過嚕~~^^
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確實困惑良久矣明燈快點照過來!
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狗仔卡
2#
發表於2008-4-3014:38:09
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1.假設你OP內部是個twostage之類的OP架構
&n'z5h+d)C/x9K:k%m 你這樣接有問題,因為input的+/-必須要有一樣的commonmodevalue!I"\!M&B3?2v7M9~7P
假設是在1.8V的架構下可能你的input必需都要接到0.9V的DC準位1^1p)[*i/q
這圖只是利於教學,所以只保留AC部分來討論忽略DC6f.x6y+N%F$J9F1W
Vin a點 b點 dc 1 ac 1 -------> dc是給他DCbias點ac輸入為1並不是1v只是利於模擬
z&y'?-V'd3}!\&p AC部分來看Vout/Vin=Vout/1 所以你的gain就是Vout(dB)8V"Q3I7|-j*~"W G+e5k,V
所以並不會飽和
4i3S.W)|1n;d;u2. 這電路名稱我忘了7W,d$~-?-^4|+B
先討論DC部分電容等效開路所以就可以想成只有電阻接input-到output單純的buffer效應"j.q;p7d$}&`3B3V:D
input=output(因為input不能留電流所以這條路徑不會有壓降)7x*^:U&V*S*B2e
AC時因為電容很大所以也會頻率到一定大小後也會像個buffer
+c3\6m#i-N O6F&f,Z3. 基本上看你要多少phasemargin3h&V:D&C3r ? E
然後選擇OP的架構
:])F&a,s5c+c&[ 例如folded他本身電路就有80幾度的margin可以視為只有一個pole*u$b/w"q9@6f'Z%|
或者你用twostage設計就要用頻率補償的方式 F/K#`*^'N%i#a
把第二個pole拉遠去設計
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mbission
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3#
發表於2008-4-3015:43:17
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回復1#的帖子
2.圖中放置大R跟C,在DC時,C相當於open,此時放大器相當於負回授,可以得到穩定的DC偏壓,做AC分析時,C相當於short(因為大C),此時大R可看為OP開路,做開迴路AC分析6B5F%h/h&g%q8P4c)Y4{
給你做參考!!
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4#
發表於2008-4-3017:23:58
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2.AC分析我說錯了~~~sorry
)|#G1z$p5n#? 謝謝mbission指正
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5#
發表於2008-4-3018:10:32
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不客氣
%N$P'}/j,j5e0?+h一般AC的模擬方式是把R用大L代替
3F%m!d8o"y9v$s此外也可以用AC電阻跟DC電阻的方式
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6#
樓主|
發表於2008-5-113:58:05
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再請問M大
以下還有一些關於OP的接續問題想請教大大
*S5u8j3W!P'O8q%B
2N9o6W$D-[,h O$H*J1.給ac1的實際意義是甚麼呢??1x!L4x'e;R3n*Y4J4d v
有人說是為了運算方便,可是我比較想知道實際上的運算是怎麼樣算的呢??
0F m.F,V L/I*M*u#c)w.\7V spice是怎麼算的呢??
+f2\,V#B6o7O4O)O
,m2g3x2T4h,u G2.一般而言跑單一OP模擬都會用像http://0rz.tw/9040H這個圖裡面的接法嗎??
1I'V3g G"Z/V 想知道一般工程師都是怎麼樣接的??跑單一的OP也要自己把他接成負回授,再加大R大C嗎??,e3f+e3C/T
大大您回文的意思是,加了大R是為了要給負端一個跟正端一樣的直流偏壓7P/d;F&o-\7t%p)|
使differentialinput的commonmode可以維持在一樣的直流偏壓嗎??;N'A s/[5T+V+p-p
在這個條件才可以再直流偏壓上面疊加小訊號,是這個意思嗎??
"F4l:D0B/s'V2O&M%F9M 那麼用大C的原因是在分析小訊號的時候,因為我們要看A(Beta)的loop-gain的頻率響應
3Y(Q"O6E4N"R:],^&i!D(C 所以需要把負回授打斷,所以用大電容使AC看到的是一個接地的樣子嗎??
0L9A2e:t!D;U-Y
(|8b3?2p8k![;k)z&J3. http://0rz.tw/5040G 在這個回授系統裡面,也是會在負端加入大R大C,用意是跟單一OP接成回授且加入大R大C的)~#f7O/Z8Q-A d
原理是一樣的嗎??
'Z#{3i$o9U#C X8r/K'[0k$p'o;F8f+@
問題很多
+q;P*m!W!d真是不好意思
#k:Q.@5Z4L!D2K1~希望大大有空的話可以回答小弟一下%b0Y-e"^;[3s2Y.v
真的是非常感激唷~~~^^^^
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finster
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狗仔卡
7#
發表於2008-5-119:04:38
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作op模擬時,是要看你的op應用在什麼電路,什麼情況,作何用途
4L+F/p:O-{:n,c4P8Kop基本上可分fold-cascode和two-stage兩種,而這兩種又可區分成p-type和n-typeinput兩種%N6o+n*[7T
如果你的應用或者規格要用到rail-to-rail時,則是要同時用到p-type和n-typeinput的op
,H7z(w;e#R%B"x3h7L
.o-q)@!m"M)R6N1Y;q)_對spice來說,要看op的gain和phase,只要下vdb(out)和vp(out)即可看到input對output的gain和phase
's)k#n.H N9C至於spice是怎麼計算出來的,說真的,與其去計較spice是怎麼計算出來的,倒不如花心思去思考當你設計出來的op的gain和phasemargin沒有達到預期時,你該如何調整op的size,你該如何從現有的波形中去推論出倒底你所設計的op是那個元件出了問題,而op中各個元件的相對關係又是怎樣子連帶變化的,layout的安排上又要如何佈局才會得到最小的layout面積,元件要如何擺放才會有最小的mismatching....等
0j9y6Z+e%a"X e3M4S/` |)Kop的p/nmos數並不多,但區區這幾顆mos設計好的卻是一個大難題,尤其要配合到performance,lowpower,lowarea等要求時,設計難度更是高,知道理論是一會事,會模擬又是一會事,在業界真正要作的是接到project和specification,你就要設計出來,並且要知道那裡是關鍵5v4y t.g7M4^/C
0n1v'p |#@
作op模擬時,要看你的應用來決定你的負載,負回授的接法並不一定只有單純的r-c,像LDO的regulator的op,我就看gain和phasemargin以及PSRR和電流消耗,如果是driver,那我就特別在意電流消耗,op的面積,offset和phasemargin,gain就比較不那麼放在第一位,而且LDO和driver所接的負載並不同,所以在op模擬上兩者的考量情況就會不同,如果是應用在ADC,那又是另外一種考量和負載情況0D/N*?8\;].V4?-J,E
我要說的是OP在不同的應用會有不同的考量和設計重點,OP的模擬,你參考CIC講義其實就可以了,CIC講義都有附上他們對OP模擬的建議指令和方法,這是基本OP的模擬作法,而應用在不同的需求會有不同的考量和設計重點,如何決定OP的size和設計出一個符合規格才是該要花心思去學習的
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8#
樓主|
發表於2008-5-120:53:58
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感謝F大的熱心回應
看到F大打了這麼多自己的經驗分享8[7i'] S)O!E:C
小弟真是很感動
1K6^5W2e.P5S h因為是類比新手
2D0F8P;]'~+F#T+S6N所以有很多東西都還在摸索當中
3Q+U5W3`;l/X+b6g在這邊可以有一些有經驗的大大互相指教 真的是非常好的一個地方2~(_,T&S(J3B3C-w
因為不太想再占用太多的版面*q)\)u!F%w+_+|5N
不知道F大有沒有EMAIL可以給小弟"}+W s9k5Q2C
私下再請教您問一些問題呢??
5l']"?$n-O ^1a1`3x%u x因為我身邊可以討論的人比較少 t$l2g(O.c%B&g0n
所以希望可以跟您請教一些遭遇到的問題
/s#M+s5Q7O)d/d若大大願意幫助小弟的話
3z1r"E a.v小弟的EMAIL是7N-G*Z9^3j
[email protected]#{1B$w.f
希望大大可以回個信給我8A;`)r/W&^,h(Y&N6F
或是回文跟小弟說一下MAILADD0G'U5W,\+u/h+e$N3j3G)B
非常感謝喔~~^^
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kubela
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9#
發表於2008-9-2521:39:19
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請問誰有f大所說得cic講義(有關op模擬的指令),謝謝分享提供嚕!
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anita66
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狗仔卡
10#
發表於2008-11-410:26:17
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很讚的東西,終於有大大提供資訊了,感謝您的無私分享,3Q~
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semico_ljj
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11#
發表於2008-11-416:27:00
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是“CICHSPICE講義”?
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hyseresis
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12#
發表於2008-11-518:41:09
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做AC分析時,要把AC,DC的路徑分開
做AC分析時,要把AC,DC的路徑分開,而且要把OPAMP的offset加進去才對,也就是說AC分析,要建立在對的DC點上,給您參考
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yutian
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狗仔卡
13#
發表於2008-11-709:37:49
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finster能否提供一下你說的CIC講義嗎?謝謝共享。
.|6~-s J A7e1h#v3d想參考一下。
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caikunming
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14#
發表於2008-12-215:36:10
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运放是做模拟IC的基础啊,学好她做什么东西就不会很难了,至少上手也快了。
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tom2003
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15#
發表於2008-12-215:49:19
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本站有分享
;D9L+C0O.K.c$O0|
7V'}:J8Q.v,N1n6s,[何必勞駕finster板大呢??
'm5a,r+p.~ e$p
/p)[/[+?6_8A/N)p7o%t)F要花個錢買就是了....
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erdong2000cn
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16#
發表於2008-12-217:46:02
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op确实是很多模拟电路的基础,不过真的能把电路吃透了,确实需要下很多的功夫
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