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標題: How to improve OP linearity ? [打印本頁]
作者: super    時間: 2008-3-10 05:49 PM
標題: How to improve OP linearity ?
Dear all:
0 I/ R0 I" z3 J: Z                In OP design , how can I improve opamp linearity?
3 X! E% ^4 p. j* Z& ~* @6 {                  B4 ^7 K; {' b' o* a& k
              ps:  OP can be any type, so don't care op type./ A3 h; A& C- L( v7 ^1 Q
                     please focus on opamp external circuit method.- [. ^. J; q. {- @% O; Z

( ]; i( a6 X$ ]          thanks.
作者: finster    時間: 2008-3-10 11:09 PM
我個人的看法是,增加OP Amp本身的gain即可改進linearity issue
9 E7 k6 L5 @7 g8 d5 H另外,如果工作電壓是3.3V,而你比較在意0V~3.3-Vt之間的linearity,要用P-type input OP Amp,反之則用N-type input OP Amp4 }, U8 T: k2 [8 J3 L; q3 M
如果是0V~3.3V均很在意的話,那就要用rail-to-rail OP Amp(亦即input為P-type和N-type的OP Amp)
5 }- V) w, V5 a+ O最後,我試過如果gain約在50dB以上,那用unity gain buffer來測試OP Amp的linearity,誤差大概會在20mV以下
作者: youngvate    時間: 2008-3-11 12:15 PM
原帖由 finster 於 2008-3-10 11:09 PM 發表 2 |5 y$ T- m1 a
我個人的看法是,增加OP Amp本身的gain即可改進linearity issue
* {0 ?! K: q8 l! w另外,如果工作電壓是3.3V,而你比較在意0V~3.3-Vt之間的linearity,要用P-type input OP Amp,反之則用N-type input OP Amp! b4 u, E# b# Q
如果是0V~3.3V均很在意的話, ...

% a3 L, p0 B4 ?/ s; G# n& @6 y8 m3 ~
前輩,打擾一下,為什麼和我學得不同?我記得從Vin(differential) v.s. Id(differetial)圖來看,slop越緩,gain越小,線性度越好,slop 越陡,gain越大,線性度越差,Razavi的書也說到要能增加線性度且維持較大的gain不容易,須要一些技巧.關於你說的 增加OP amp.的gain 可以改進linearity真得和我學的有衝突,實在不懂請賜教.8 w# p- C- V; a7 b/ U9 v
. y* `  _# x+ I  m
謝謝
作者: 賴永諭    時間: 2008-3-11 07:58 PM
負回授不是可以增加線性度..可參考Razavi書本ch13../ v% T% K% S" U9 Q& W9 i. P# F
希望對你有用哩...
作者: finster    時間: 2008-3-12 01:29 AM
原帖由 youngvate 於 2008-3-11 12:15 PM 發表 % |4 r5 K! o- Q1 {( B2 }0 _
7 o& P0 l9 Y' o

8 c) x4 f6 x# c4 d& e& O前輩,打擾一下,為什麼和我學得不同?我記得從Vin(differential) v.s. Id(differetial)圖來看,slop越緩,gain越小,線性度越好,slop 越陡,gain越大,線性度越差,Razavi的書也說到要能增加線性度且維持較大的gain不容易 ...
# Q, e, J2 Q4 L& M/ ]: d: U' ~) X
4 f1 c7 e  x% _4 w
6 W0 r4 S* m% P0 l* l6 R2 }6 r
我這邊講的linearity,是把op amp接成unity gain buffer
' u6 v6 U( x9 L( g8 p) T接著從inp端作dc sweep,從0V一直掃到工作電壓,並觀察(Vout-Vinp)的結果0 m# Q: a. V" B3 _" ^
從awaves來看,X軸為Vinp的dc sweep,Y軸為Vout-Vinp,便可看出其linearity的特性為何
9 ^. ^* z$ r) {; ^* {1 d以上是以模擬和圖示來看
6 r+ `6 [2 d4 X6 D  G/ K. s再來,linearity的定義要看你是以那種測量方式的linearity,我這邊提的是以unity gain buffer來量測的linearity9 l$ g. s& k$ ]0 _% ]4 j  g- d. H; Z
因為這是最直觀且直接評定op amp的linearity方式,如果你所設計的op amp的linearity不佳,那接成unity gain buffer時,output waveform便無法追著input waveform的變化而變化,以P-type input的op amp來說,它在低電壓輸入時,gain值較高,output waveform可以很漂亮的追著input waveform,但一旦input waveform升到1/2工作電壓時,p-type input便會慢慢進入triode region,此時op amp的gain便會慢慢變小,則其linearity便會慢慢變差,當然,如果你的電路設計功力夠好的話,可以改進此一先天的問題,而n-type input的op amp則和p-type input的相反
9 ]% e7 F9 G  `, V# {, {linearity對op amp而言,不同的應用有不同的解釋和量測,我這邊提的是以unity gain buffer的linearity量測,當然gain愈高,其linearity愈佳
作者: super    時間: 2008-3-13 06:22 PM
所以 finster 大大的意思是說
" J, t6 R2 c! |- i  H; `  大家在看線性度的時候是以接成unit gain buffer來看
: d9 S# \2 U6 K$ V) C+ ~1 R6 |  而不是用open loop gain的方式嗎 ?
. I( t; W/ e' m& _3 M  v  n! L! d7 s  ?8 l: c! c7 H$ U/ {
因為我記的以前在跑linearity 是 sweep diff INPUT 對OUT
3 {+ D3 M& ?+ q2 V8 q: n 的curve來看, 就會看到in-out的 curve , 這也是可以看線性的方法 .4 B. i6 |5 [' D; z/ J
  可是這是以open 的方式來看....和大大說的方法不一樣 ..
作者: monkeybad    時間: 2008-3-14 11:32 AM
OP一般都是接成負回授在使用的) S7 ]; V% D7 S9 d
通常都是拿來做buffer 或是做線性的放大
8 [3 o9 m: u# }9 v! K; p在Razavi CH13有提到 可以用gain error來代替看線性度
( P9 y5 Z; v% l# Y- g( ]OP gain越大 線性度越好
作者: finster    時間: 2008-3-14 01:52 PM
原帖由 super 於 2008-3-13 06:22 PM 發表 ) z+ R/ T& n2 g/ Y# y. [7 P
所以 finster 大大的意思是說
2 @. n% z# E. f& q- M1 q* B  大家在看線性度的時候是以接成unit gain buffer來看
4 u$ f% c& r; V7 S# ^' s1 b  而不是用open loop gain的方式嗎 ?
. F/ c$ y- l* B/ [  W) [$ r
1 h* ]3 ~3 Z$ B$ X( z/ o1 j因為我記的以前在跑linearity 是 sweep diff INPUT 對OUT- {- H/ K3 E- B7 w' n. p
的curve來看, 就會看到in- ...
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. u3 B7 }, U9 p* T# y% B* ?
$ W! k. d* r3 ?+ c1 I  m/ a我想,有必要解說一下為何我們是用unity gain buffer來評量op amp的linearity
9 N# [, o- W! _( ?9 L8 @7 |unity gain buffer它的最大特點是op amp的gain為1,所以,輸出信號會等於輸入信號,顯而易見的,只要op amp的lineaity不佳,輸出信號便很容易可被看出它沒有跟隨輸入信號的變化而變化,同時,也可看出op amp的linearity是在多少電壓的輸入信號後便開始出現linearity isse
! N+ n( t6 h& R7 s+ Y; J% ~8 z故而,要評定op amp的輸出信號和輸入信號的linearity,當然是把op amp接成unity gain buffer的形式是最直接且最方便的架構
1 K2 ?! d& w# S/ B5 y0 e也正因為此一原因,我們在評定op amp的linearity,我們都是接成unity gain buffer的方式來評量" K. }, `3 L  G4 H0 C" V
當然,誠如我在前面留言所提,也有其他方式可以來測op amp的linearity,不過,都還沒有用unity gain buffer形式來的直觀且直接容易了解
作者: 1md11    時間: 2008-3-15 05:38 PM
我想op的非綫性如噪聲，差動輸入的非綫性，工藝匹配導致的非綫性是固有的，導致openloop有很大的非綫性；一般應用op時採用feedback結構，高增益可以提高綫性度；其次可以採用差動輸入；THD好，非綫性越小~
作者: kevin    時間: 2008-3-17 01:37 PM
我覺得上述unit gain buffer的測試,把OPAMP的gain error 及non-linearity混在一起
# W5 t9 W1 p" w6 z( X* e, r& g測試了.所測到的值為gain error 不是non-linearity.要把Vout-vs-Vin的兩個左右端連成* u* B$ y1 {, i% u+ O0 e* m; O3 a
一直線後,再去記算Vout與此直線的誤差,才是non-linearity.+ U; Y# H7 H9 Q6 ~- `* F
通常feed back opamp都有gain error ,而non-linearity比gain error 小,5 ]" n# B* ?  S( |
所以在選OPAMP的 open-loop gain 都選open-loop gain 較大,以降低gain error 及non-linearity.真正OPAMP 的non-linearity要從frequency domain 去測它的3rd harmonic distortion(指differential 架構).
作者: jalapeno5566    時間: 2015-3-1 06:45 PM
感謝大大的分享~~我會好好的珍惜



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