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標題: 請問各位大大有關跑OPAMP模擬的問題 ~~~ [打印本頁]
作者: ccmake23    時間: 2008-4-29 10:45 PM
標題: 請問各位大大有關跑OPAMP模擬的問題 ~~~
請教各位大大
( I- M% \* a, s; m小弟在跑OP的模擬的時候有一些疑問
- \' p& V% G' O( e2 y甚是困惑8 O1 z; C4 m/ q2 a) R9 p' e0 }# G
不知道有沒有大大可以幫小弟開釋一下
. U! k# H. x5 O4 [# J" G. V1.  http://0rz.tw/1340k " a: X% X9 c5 N( k3 y- W
我們如果要跑單純的一個OP
! G  n, C8 R7 W0 R會是直接畫像這樣的電路圖2 }% u2 }, n6 N3 r" Y
然後用spice給Vin的電壓
/ Z; Q2 O5 h" A1 ]" ]2 F$ d- m* V之後去量output的電壓7 W! p& z$ {4 v8 N
再跟Vin相比之後得到A的db值嗎??, w: h* k# {5 X* J+ ]+ y  c
在設計一個OP的時候
7 ~. W: F) W/ _大家會去跑像這樣的電路嗎??
1 O  ]+ A, r4 t! M1 x% E( M跑出來的A(db)是不是只能看出這個OP的gain跟頻寬呢??1 b; k  w. b3 B' B. G' |
還有沒有甚麼其他的用途??
) X3 d; C5 a# e& K2 R8 Q- \' J另外在給Vin的時候,我看到書上的spice檔是寫  
, P2 S' b' ]8 `Vin  a點  b點  dc  1  ac  1+ X' _6 ]* ]/ z# T- b" H
這樣的意思是他給幾伏的ac訊號呢??, l+ k2 R- p# k) K; ~. K3 r2 X" r9 n# Y
如果是1v的話,那放大器不是會飽和掉嗎??
$ v2 g5 E4 [$ j怎麼可以求出Vout的值呢??
* e% |8 {% l' i( P  O2 x2 I; L3 t* P
2.  http://0rz.tw/9040H 1 z! O" ]6 Y1 f9 v
這張圖他把電路加上一個很大的R跟C之後負回授3 w' ]- Q+ H2 x  S+ Q2 ]1 I7 t
我不太了解他為什麼要這樣子接??
) J& N/ x" [1 B5 t這樣子的量測跟上面的open-loop有甚麼不一樣呢??! R" I. k+ {/ _+ {. z! {: |, z$ P& f

* ~2 O/ u8 g) d3 |3.  http://0rz.tw/5040G
) Z7 R6 t7 `6 k* t1 z: T; c. y假設現在有一個這樣的系統
7 h2 I3 P9 b, S7 Z) u9 F原先沒有大R跟大C的負回授系統
% X" T. E8 Y2 l: Q6 Q$ t" ^1 H0 h我們為了要檢查這個系統的穩定度
8 v  O7 l; K4 h7 {$ S所以會去跑頻率響應6 X% w" |! x7 {$ w- i  h
這個意思是我們要去看A(Beta)的大小跟相位嗎??$ X, q/ z, E6 I3 s. L9 \
書上的做法是在負回授的點上加入大R跟大C
0 W" \: C/ C0 W1 D, C4 |3 k; g然後看V-端跟Vin的比值
9 l# D0 v& a  \7 U$ k# l他這樣子的求法還算是open-loop嗎??
: ^+ \/ k$ h# a$ M  f1 \還是算是close-loop??& ?+ M2 w7 E' g' N* \* D
這樣子求出來的比值是A(Beta)嗎??; H3 q! z7 _% ]8 g, x

+ `9 P+ r# y; {; Y; a* E6 Q7 F假設有這樣子的系統: q9 ^. o7 o& s+ `$ k$ y  M
各位大大還會去跑單一OP的特性嗎??(gain的頻率響應)
2 z4 r. ]7 Y- d還是直接看這個系統的穩定度呢??
8 o5 ^$ T$ u0 ^" O5 `# S+ r0 j
  ]4 A3 [" C- ]' V! f6 ^問題很多又很雜$ T+ B0 Q/ W, w" j, C' a4 ]% P
小弟為此困惑良久( z$ ~7 F. z9 f5 _' C3 o: X1 p% h: U
希望有大大可以給盞明燈9 B& M  h$ |2 J- B
在此先謝過嚕~~^^
作者: geniushoho    時間: 2008-4-30 02:38 PM
1. 假設你OP內部是個two stage之類的OP架構/ T1 [/ ?) N( S$ T, T) G
    你這樣接有問題，因為input的+/-必須要有一樣的common mode value
* t: o1 I: W: q" x7 e! }, ^; G# d    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2 `  E( B8 b7 X0 b
    這圖只是利於教學，所以只保留AC部分來討論忽略DC4 ^% \$ T2 c, y
    Vin  a點  b點  dc  1  ac  1  ------->  dc是給他DC bias點 ac 輸入為1 並不是1v 只是利於模擬  d3 Z, h; i" e7 d! S% \% I
     AC部分來看 Vout/Vin=Vout/1  所以你的gain就是Vout(dB)
! Y) z) s* b# n% Q     所以並不會飽和 0 z; g6 O- o- v* O1 Y! r
2.  這電路名稱我忘了& n8 c+ U* L$ V+ ?7 v
     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/ z9 E2 r( O" P* \+ V
     input = output (因為input不能留電流所以這條路徑不會有壓降)9 C5 G" _9 K) w" G/ e; s5 M; H
     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
* ^3 c1 B3 I( p# B8 o. J1 d; O3.  基本上看你要多少phase margin+ a! Z' t( R" g6 x  N8 w
     然後選擇OP的架構* P- G! k% o7 K) F( m( G5 _! o
    例如folded 他本身電路就有80幾度的margin 可以視為只有一個pole
$ R& J/ k( U+ [4 x    或者你用two stage設計 就要用頻率補償的方式
1 }  C( |+ N+ w; `    把第二個pole拉遠去設計
作者: mbission    時間: 2008-4-30 03:43 PM
標題: 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
. g' \. i1 L7 |- M給你做參考!!
作者: geniushoho    時間: 2008-4-30 05:23 PM
2. AC分析我說錯了~~~sorry ! y' q3 `8 F8 }$ [' i6 h
   謝謝 mbission 指正
作者: mbission    時間: 2008-4-30 06:10 PM
標題: 回復 4# 的帖子
不客氣 2 ?2 J/ w. j# U: B2 n7 b
一般AC的模擬方式是把R用大L代替: u7 {6 B% t( q4 K  B/ d  Q7 |3 G
此外也可以用AC電阻跟DC電阻的方式
作者: ccmake23    時間: 2008-5-1 01:58 PM
標題: 再請問M大
以下還有一些關於OP的接續問題想請教大大
( w1 o1 \8 }6 @& G0 H3 B( h$ s9 y' Y
1. 給ac 1 的實際意義是甚麼呢??. a8 o+ K0 ~5 C# }9 }
     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??- S$ `, w5 A6 j0 Q0 r
      spice是怎麼算的呢??
% D$ V% [* j2 J7 c* X/ x
. |! P. T! r2 D; K. h4 T, r2. 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??
# `' b3 Y/ ?8 J) \6 a     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??7 c' A4 R% \; C$ [' P/ k
     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4 W5 ^. g7 W, t2 h( w1 P; W
     使differential input的common mode 可以維持在一樣的直流偏壓嗎??
- w5 A: J' x4 P% J. t     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??
/ h( ~0 Y4 `) H8 A3 e1 I     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
, A& m1 `1 V* S# z6 t5 _     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??: Z- B+ `; L. r5 W8 i. e5 A

0 X) p# m% m" ?2 F9 i  F3.  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( S' \% p8 J; Q; @
     原理是一樣的嗎??  9 P, |; y# {" M1 [7 H! v: o
' r1 Z- _) C- a% k# f/ P
問題很多" y! j7 U2 h3 }7 K
真是不好意思+ b, U& w8 o4 k8 V
希望大大有空的話可以回答小弟一下
  N3 q+ m- d1 ]6 q' N真的是非常感激唷~~~^^^^
作者: finster    時間: 2008-5-1 07:04 PM
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
9 f% N& y2 s% ]+ h' P0 ]op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-type input兩種! ~* G$ S4 J- G7 Z
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-type input的op
! R/ V% g& y+ c8 Z' r
; Y* w# e5 O+ @$ w7 Z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phase4 B% X7 H) r3 p0 m4 H+ t
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phase margin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
4 v# O, ?5 w6 Z+ Q7 R# lop的p/n mos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,low power,low area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7 G/ l% I5 {- S% @
8 w" N2 b* d0 G+ A# K" ^- s
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phase margin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phase margin,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
, I) ?5 Y1 t/ C# K; C$ F2 ^) l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
作者: ccmake23    時間: 2008-5-1 08:53 PM
標題: 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
1 G- A( h* V; r! z# j" K% @5 A小弟真是很感動- {+ I* m+ }+ n# w
因為是類比新手+ p' V+ ]7 p3 b+ p8 Q+ K, \) e- z
所以有很多東西都還在摸索當中4 f- e6 G. y+ U! o% K0 c
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
7 Q& h6 E! Z. o7 `3 k) \% F: J因為不太想再占用太多的版面
9 Y- ^% S4 `6 |$ X, R1 X不知道F大有沒有EMAIL可以給小弟
3 R' }: x, m; z私下再請教您問一些問題呢??
5 R( k0 p! n5 v4 q因為我身邊可以討論的人比較少1 X. Y1 T/ d  j, L. _/ H0 E$ e
所以希望可以跟您請教一些遭遇到的問題
8 f4 N8 r/ |' q7 F8 o# D若大大願意幫助小弟的話
; X( X3 m, S( s2 A5 r, V小弟的EMAIL是4 ^$ X5 i& }- @3 O
davidwu.ep90g@nctu.edu.tw
$ E. X; U$ H) z+ q+ E希望大大可以回個信給我
0 Y* G) e! ]7 L2 N3 A, o& I或是回文跟小弟說一下MAIL ADD
/ Z# U5 |) z3 x) J非常感謝喔~~^^
作者: kubela    時間: 2008-9-25 09:39 PM
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！
作者: anita66    時間: 2008-11-4 10:26 AM
很讚的東西,終於有大大提供資訊了,感謝您的無私分享,3Q~
作者: semico_ljj    時間: 2008-11-4 04:27 PM
是“CIC HSPICE 講義”？
作者: hyseresis    時間: 2008-11-5 06:41 PM
標題: 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OP AMP 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
作者: yutian    時間: 2008-11-7 09:37 AM
finster能否提供一下你說的CIC講義嗎？謝謝共享。
+ S( R+ w( @; Z* G! Z% {想參考一下。
作者: caikunming    時間: 2008-12-2 03:36 PM
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。
作者: tom2003    時間: 2008-12-2 03:49 PM
本站有分享  n( u& O* b3 ^# _0 M0 g2 J# U
* p/ x/ s" s7 |9 G5 }1 e1 z8 [# v
何必勞駕finster板大呢??
5 e- a5 X$ j- U9 h9 ~! ?! M$ Q+ [/ M# K  u
要花個錢買就是了....
作者: erdong2000cn    時間: 2008-12-2 05:46 PM
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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