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標題: bandgap電路的loop gain模擬 [打印本頁]
作者: abeiptp    時間: 2008-8-5 09:03 PM
標題: bandgap電路的loop gain模擬
[attach]4661[/attach]
: u% P) S  D5 b4 h/ p! `$ l, y5 E4 N: Y6 I2 i
一個典型的bandgap我裡面用two stage的OP 0 E" Z. K% ]2 J4 x5 M
我要決定two stage 裡的米勒補償電容大小 是由模擬loop gain去看我loop 的phase margin?2 [- X6 y1 i0 W
所以我打斷迴路Y點和OP的負端輸入 如圖所示在Y點和D點間加入測試訊號再 .probe ac vdb(Y) 這樣對嗎?  1 ?0 R7 G: A% ~2 R: b
想請問在上面的那種測試方法下  OP的正端輸入我要打斷給他一個DC 接近Vbe偏壓嗎?
& v% h4 L6 m/ p; f0 Z% v0 v還是不用打斷 他會自己偏壓好?+ W% K5 k6 g* K# |2 P0 h, r% D7 t( l

0 j" g6 e% g, K" I% P: e3 m5 ?* T或者是要用其他方式去看我OP的穩定度?
5 K  o9 C8 H! g7 S$ }, d9 T* H9 ^( V! u. o/ ^
之前有一篇也有人發問 但是好像沒啥人回答 謝謝各位了!!
' W9 O+ @/ l  p$ G& Y
- X0 V" \/ e/ a0 T以下是 bandgap voltage reference 的相關討論:! H" f6 ~9 P3 G' I3 C, k6 k* Y
bandgap無法將壓差降低  
) ]$ l  _4 m8 B9 }Band-gap BJT 如果 layout 不 match ( z5 J0 {6 {! `8 x7 y0 Q
關於CMOS的正負Tc
; k8 H% c. ^0 x- K如何在CMOS process 中做好溫度感應器?
2 U9 q6 ?, [) |6 J+ \9 Y# N請問有關 bandgap 內 op的 spec ...." E& D$ i: \2 i1 ]' Z2 [
bandgap的模擬問題 (單N,PMOS組成) " [* F& |3 R2 z* o# V
BandgapDC扫描温度特性时,不能正常工作 ( {+ [8 @$ a$ q, T, l+ o5 @1 _
* y$ W' a' R3 k2 k! I
3 {5 }6 I0 |( H6 U7 V" h5 w

6 i) {' Y! a' A5 O' `1 V8 B0 Q/ k5 {[ 本帖最後由 sjhor 於 2009-3-17 05:57 PM 編輯 ]
作者: kokokiki    時間: 2008-8-13 09:14 AM
打斷的點是有問題,因為opamp的輸入是+/-兩端,只從一端會造成錯誤.
( o) o. J/ x) q3 P' R9 Q  |偏壓的給定應是迴路產生自偏壓,手動給定的偏壓會造成偏壓的不正確.
作者: linuxwinner    時間: 2008-8-13 10:57 AM
I think the AC source should be put at the output of the opamp.
作者: zy21    時間: 2008-8-27 02:23 PM
這樣斷環是有問題的。- P, E6 Y/ y* m* ]
我也覺得在OP的輸齣斷環比較好，而且直流偏壓點不能打斷，想辦法隔交通直就可以暸。
作者: li202    時間: 2008-9-8 11:52 AM
算一下OP輸入端的DC準位
3 i+ q, _$ `* K! }* P) y: i0 h4 g' ?直接取OP做open loop gain模擬就好~~
作者: novahoward    時間: 2008-9-12 01:46 PM
這是有2個feedback loop分別到op 的正負輸入端，可以想成differential in and differntial out 的方式來模擬open loop ac analysis
. Q0 f/ y  b  E7 {" l9 ^8 c所以可以在X, Y node切斷迴路，切斷迴路可以利用大電感or 大電阻+大電容來擋掉小訊號，而讓大訊號通過，+ i% X8 C5 b+ o. n6 x% }
hspice的ac 小訊號給法可以在正端給入 ac=0, 負端給入ac=1, probe ac vdb(x,y) vp(x,y)
0 _" k4 v$ x7 ^" x+ n( [5 G# ^" X參考看看：)
作者: flien    時間: 2008-12-3 02:40 PM
我以前也做过同时断正负端两点，然后正端给ac＝0.5，负端给ac＝－0.5
3 Y. u+ n  L3 C% k5 j$ v. @: h+ L% n仿真出来的结果不对，不知道问题出在哪里？3 b% W* u  T" ~6 |8 Y: q
最后还是断的output点。
作者: quantum    時間: 2008-12-3 08:13 PM
我觉得问题在于楼主并不是只想知道OP单个的freq response特性，而是整个环路，所以断开是不行的。
- ~5 e* n8 j7 t) A# Q, ~1 d1 k
9 H" B! |: X6 o& {. F; t我觉得可以在X,Y点之间加一个小信号源，一端接X（或Y）, 另外一端通过电容耦合到Y(或X)
. E+ G1 B9 z7 u, m  u端，这样可以对应于差模输入情况；
# j# l! R' i. m在X, Y端各加一个电容，然后接到一个共同的小信号源上，这样对应于共模输入情况。- g6 x( J& j) i; _0 [" X

8 t: L/ S+ x4 g4 [6 L$ Y各位大虾有什么看法？？？
作者: quantum    時間: 2008-12-4 09:11 AM
从Vout点断开也是可以的。
作者: jerwei    時間: 2008-12-5 09:55 AM
原帖由 kokokiki 於 2008-8-13 09:14 AM 發表 ( [7 r6 p6 }1 p0 Y
打斷的點是有問題,因為opamp的輸入是+/-兩端,只從一端會造成錯誤.
! @; r* s/ k" i: \/ k偏壓的給定應是迴路產生自偏壓,手動給定的偏壓會造成偏壓的不正確.

# Q% z: |6 X4 z2 `$ o6 c$ F  D: u% T0 v
不是很懂為什麼不能在此斷開做測試; M+ P$ B  F! k/ d; `
可以請先進說明一下嗎,  thanks!
% a* h2 d2 _: }
, d5 s1 m- A8 k, o5 W+ m因為我是覺得當
: V8 r1 [! N7 K& m: [) Hdc時電感等效短路,電容開路,此時為迴路產生自偏壓  s$ v/ l: c% s# ^1 u! |8 b1 H  X+ l
ac時電感開路,電容短路,輸入ac訊號做測試
. [, ^3 ?9 E- B" v# n$ n# ?! {不會有手動給定偏壓造成偏壓不正確的錯誤
作者: guang3000    時間: 2008-12-14 05:26 PM
原来我仿真bandgap op 的方法错了啊，赶紧再check一下先，过几天就流片了
作者: yoyo20701    時間: 2008-12-24 09:03 PM
小弟也對bandgap有興趣~~~多謝大大的解釋~~~謝謝你
作者: meowy    時間: 2008-12-25 12:43 AM
最原始發問者的斷法已經是對的  這是一個voltage-voltage feedback 可參考Razavi 的書
# g4 q& S* H/ C3 h$ p6 ?: {, e$ Ifeedback 那一章講得很清楚
作者: USTM    時間: 2008-12-25 02:40 PM
首先，你的op電路+/-似乎翻個了. p- A3 o$ j2 B5 ?+ L8 s1 J1 t# g
其次，打斷的點是有問題,因為opamp的輸入是+/-兩端,只從一端會造成錯誤.兩端分別用大電感斷開加ac=1和ac=0信號
作者: sean_huang    時間: 2008-12-25 04:38 PM
標題: 沒做過，來看看
不好意思~~~~~沒做過，所以來看看~~~~~~~~~~
作者: 122013137    時間: 2008-12-31 10:22 AM
這是一個voltage-voltage feedback?
作者: wm830128    時間: 2009-1-4 08:22 PM
遇到同样的问题了，仔细看看，谢谢来着
作者: tjuhxz    時間: 2009-5-8 08:54 PM
这应该是没有接反的，这个反馈的原理应该不难( W" q+ S6 Z0 m1 A
同时认为，打断从输出打断或者输入同时打断都是可以理解的
作者: jkhello    時間: 2009-5-9 05:43 AM
真不错
( o* j" u1 ~# Q8 ?! Y、学习了哈，，恩看 来我的加油哦。。。。
作者: tomandrose    時間: 2009-5-13 10:29 PM
use big L for ac break and big C for dc break
作者: seanyang1337    時間: 2009-5-15 08:51 AM
你的OP電路+/-似乎顛倒了，除非OP內部有反過來，否則會造成positive feedback。
3 G( {4 d5 J- F2 c# p. I6 O再來，你要斷在OP輸出端，可以加 Hspice 的 ipore 的功能，作STB(stability)模擬，就可以
2 s/ d7 p: J( R9 A3 p( j$ ?觀察Loop Gain 及 Phase.
作者: kokokiki    時間: 2009-5-15 01:44 PM
打斷點應在op的output,且ac-source的電路也有問題.
作者: guang3000    時間: 2009-6-22 12:56 PM
这个问题我想了很久，基本有两种方法
0 q: @8 P( O# ]3 ?, ]$ Z) c1 i8 B# O* V. \$ e6 B( E
1.断输出点，但其实 PNP电路本身就是OP负载的一部分，这样会一定程度上提高仿真时的gain，如果是常见二级运放的话，运放第二级的gain会受到影响，可能连密勒补偿本身都受到影响。解决方法是再复制一整个pnp偏置电路到运放的输出，这样，从运放输入到输出的传输函数，和从输出到X,Y点的传输函数都没有改变。0 ^, E& b) o; u$ g/ A/ \( D9 Z) v

/ F. f$ ^: h4 j% ^$ k2. 断运放的两个输入，再将Y点的信号减去X点的信号,然后再看波特图。两个环路反馈，一个是正反馈，一个是负反馈，两个都要断开。
" x( O" N; V$ _/ g9 H& k
, x8 y' P) j8 {5 h) u4 k不知道我的想法到底对不对: [6 W* \' W: J3 g5 p
% L+ ~9 S1 d0 n5 }9 ~2 U+ g
[ 本帖最後由 guang3000 於 2009-6-22 12:59 PM 編輯 ]
作者: xxmule    時間: 2009-6-22 10:06 PM
第一種方法我覺得okay啦，( X6 g0 t9 u$ r/ G3 b3 _6 |0 W
這個電路是有兩個環路，只斷一端應該有問題，呵呵，
8 b$ d3 ]' H2 o我願意採用第一種方法。5 l9 U4 Y/ q5 a( n6 x
原帖由 guang3000 於 2009-6-22 12:56 PM 發表
0 p2 J2 o( @% _这个问题我想了很久，基本有两种方法
/ s% R6 K8 m) ]5 V" B  B7 ]: w# l# c8 U1 D# ]
1.断输出点，但其实 PNP电路本身就是OP负载的一部分，这样会一定程度上提高仿 ...
作者: anita66    時間: 2009-6-24 02:24 PM
在BGR的電路設計上, 一般會去check三個地方, (1) stability, (2) PSRR, (3) CMRR.而在(1)中就會去探討DC gain, UGBW, & PM的問題. 所以, 通常是打斷feed back path, 然後用小訊號分析. 版主po的圖應該是textbook上剪下來的, 應該是沒有甚麼+/-端反了的問題, 會的就到這裡, 希望對大家有所幫助, 有問題也可以一起繼續討論, 3Q~
& i  r' k$ x4 Q$ ?! }/ B3 k( n' e1 @0 `4 ^5 `4 ~
[ 本帖最後由 anita66 於 2009-6-24 02:25 PM 編輯 ]
作者: hana84    時間: 2009-6-26 03:29 PM
小訊號分析....................
作者: guang3000    時間: 2009-6-27 05:24 PM
原帖由 guang3000 於 2009-6-22 12:56 PM 發表
0 P7 q" B( U/ H' P0 X这个问题我想了很久，基本有两种方法- D! S3 x4 g/ y2 c
# F8 X. j4 L3 z: `
1.断输出点，但其实 PNP电路本身就是OP负载的一部分，这样会一定程度上提高仿 ...
' J1 }* q8 I8 _8 g6 m* E& j& z

9 ]$ B$ F; l5 y. ]# \) v/ H% k: P4 B, M# C' w" x5 ^6 A
近来对第二种方法又有了新的领悟。
1 ]$ F5 n1 E( h: o7 ]
! C9 [+ R. L! p/ T) a断开两输入后，从运放的负输入端到Y点的传输函数和从运放的负输入端到X点的传输函数是非常相似的，就是说他们的零点和极点位置
! R# V3 \1 x  \: v9 A) u+ a0 V2 n9 j' V, w) ~5 X
是可以看作完全一样的，只是他们的直流增益有一点不同，这两个传输函数只相差一个常数公因子。
! j  P& o5 W! A' o& P" p  B5 K
假如从负输出到Y点的直流增益是 gain_y (例如1000) , 从负输出到Y点的直流增益是gain_x (例如500), gain_y 一定大于gain_x , 因为负反馈一定大于正反馈。: Q, `* R9 P, K! C

( v! Z8 H2 T0 r$ W那么 只要观察运放的负输入端到X点的波特图，并将之增益曲线整体下降 20 * log [ (gain_y - gain_x) / gain_y] , 就是最终所求波特图。
& ^* j- G3 n5 T! m" J3 C5 L* ~: L6 T% o! a; u! m  k* V
只要观察到运放的负输入端到Y点的波特图的相位裕度已经足够稳定，那实际的总开环波特图会更加稳定。
% Q# V$ d( Y# c  r7 H; E  u8 m# G( }- m) \( L4 x  A. \; e
[ 本帖最後由 guang3000 於 2009-6-27 05:34 PM 編輯 ]
作者: chungming    時間: 2009-6-29 11:38 PM
我非常的好奇
& w/ g" H% q. y. d為什麼有人說 +/- 接反 ?* J* [2 [$ @4 A! C* U/ Y8 e( n' U
一般來說R1=R27 b+ D& @9 W; C; n
所以 :
6 i! S' b/ y0 M: Y3 c - 端回授量 : (R3+re2)/(R2+R3+re2) 將大於+端回授量 : (re1)/(R1+re1) 2 Y  a* h, P( }2 H# Y; E1 H4 O
您可參考razavi page 385
2 e  F, ?* V8 `. ^  i' g7 k- [1 D, ^- Z# w
關於multi loop stability 有很多說法+ P0 ^- E9 x: g& m
提供其中一種給您參考:
  f# A+ N" t7 ~7 i8 G3 d5 j3 G因為此loop 一個是positive另一個是negatie  V6 Q% Y; m/ l$ m" h, V
而negative feedback > positive feedback% n& T+ C  O5 B! B/ G9 X0 b
所以此系統為negative feedback5 u! e0 i" c( B- l" ?4 D& J
大大的測試方法雖不好但可接受
8 s4 g# Q4 F) N; m( y" A$ I# M; D因為曾在一本書上看到接大電容大電感的方式
( Z$ N2 g& }9 ~6 ]容易造成spice error而有錯誤的結果5 [" Z! C/ b+ Q# u0 w! {
不過書上的誤差是在相當高頻 和相當低頻才有影響
1 u2 i  F- [0 w; [  Y3 c所以一般情況還是可以使用
, p7 v9 H; k! k$ Q3 b0 ?" M$ c  ]
只是我倒是認為 ( I1 i  j, Z, l1 ~
如果依照feedback theory來思考
$ ]3 i% z( i. r0 @( x在測試loop gain時應該是要將輸入訊號源接低" u8 b# T  O% \# E6 W
也就是+端是否也需要使用1G大電容接地?
作者: kukyxu    時間: 2009-6-30 08:58 AM
我以前也做过同时断正负端两点，然后正端给ac＝0.5，负端给ac＝－0.5
1 `4 n' C3 A2 w: [( @5 L- J7 C2 j# k( S" i6 O( e/ Z! l仿真出来的结果不对，不知道问题出在哪里？) S" |, s( L! f! j1 ]- t/ z, r4 z$ u9 `! L/ J+ C8 ?
最后还是断的output点。
) I) p# m. q6 ~  w
2 x3 d& L4 f( E+ E$ c在正负两点都加的方法,是设置ac=1, 另外一端 相位相差180D, ac=1 ,然后再去看仿真结果是可以得出正确结果的^
/ \- `; _* ~- p% K; B) W; w/ a.....
作者: gary405    時間: 2009-7-15 12:01 PM
在OP输出端断开要注意输出阻抗的变化，否则是不正确，因为L的ac输入阻抗相当于无穷大
作者: spree2007    時間: 2009-7-18 01:58 AM
如果你可以用spectre的AMS
8 \6 r( I8 x. @, D" X+ d
0 M/ b7 Y5 w3 w4 C$ h. Z( j* [它有一個stb的功能
5 _! F9 ~) Q6 J0 V7 b' Z; M3 k7 Q9 Q
可以在不打斷loop的情況下模擬loop gain與bandwidth
作者: wenjian07    時間: 2011-8-30 05:40 PM
正负反馈都有，需要在输出端加测试点
作者: patrick02046    時間: 2011-9-10 11:14 PM
小弟的話會斷正回授的迴圈和負回授的迴圈，一起看。然後看看正迴圈的回授量是不是在每個頻率範圍都比負回授的量還小。不過，有點多此一舉，因為系統不穩，偏壓點就會跑掉，這樣也不能測出正常的loop gain。除了在頻率上看系統會不會穩定，小弟還會在時域上測試，打幾個transient source看一下 波形有沒有回穩。這樣更可以確定系統穩定度。(有的bandgap會用在高壓範圍，而高壓元件在小訊模型上通常不適很準，所以此時使用time domain方式測試會是一個不錯的選擇)
作者: feifei2546    時間: 2011-9-14 11:54 AM
1：只要偏置调好了，正常输出基准，环路增益就没有问题的，做频率分析只是验证一下；6 h8 ^  z& Y: D1 O& t. X$ |
2：两个环路都要断开，在其中一个加入交流小信号即可；
/ v; ^6 o3 J( R5 I  o: Q3：环路增益具体多大不是很只要，但要保证正反馈环路增益小于负反馈环路增益，一般小5db以上足够；" Q- p1 \8 |. F2 m4 g: P
个人感觉确实有点多此一举。
作者: jameson2    時間: 2011-9-17 04:33 PM
我也是這樣接的~另外接出來量測的方法感覺就有點失真了
作者: patrick02046    時間: 2011-9-18 09:51 PM
順便附上在網路上看到別人做的" e& s! P$ a/ o$ u% s* F4 {7 D' K
5 P& B: R2 b5 I3 A, Z6 h
bandgap分析，雖然檔案有點問題2 n  m6 j' g! d; x

  P2 R: v5 `5 m  z4 b0 U不過大致上可以看出來在幹嘛~3 g! }8 T3 @" n
) G- v* w% r5 c
這真的是超強，
/ L2 ]* E3 L8 W
7 |! d$ N; G, ]雖然和實作有點差距，* C  @: [7 d; B( N" K: [1 @' J

5 h$ k# u/ o3 X: f1 t不過真的很訝異~有人做成這樣' h6 y; Z+ f2 Z2 l
9 i* b. ]8 r* n  H# Y
[attach]13863[/attach]
作者: 930709    時間: 2013-3-15 10:54 AM
感謝!!小弟正好需要此量測!
作者: zdl1868    時間: 2013-3-16 12:28 PM
来学习学习啊，遇到同样的问题
作者: sd5517805    時間: 2013-3-17 12:13 AM
還是不用打斷 他會自己偏壓好
作者: sd5517805    時間: 2013-3-17 12:14 AM
use big L for ac break and big C for dc break n
作者: sd5517805    時間: 2013-3-17 09:52 AM
学习了哈，，恩看 来我的加油哦。。。。
作者: 2006mizi    時間: 2013-7-31 07:15 PM
1：只要偏置调好了，正常输出基准，环路增益就没有问题的，做频率分析只是验证一下；: p; M# Z7 H9 r) |5 M
2：两个环路都要断开 ...
8 d, a- E- @! z" n* _7 {feifei2546 發表於 2011-9-14 11:54 AM

3 T& W0 e! U2 Q/ A  i$ U
% u" d& ]5 r4 v% @  O5 F
. V' ]* l  W* P' p' v, L- y说的很实在！% i. O! o! Q2 {  b/ i
不过这些细节上的问题以前都没有注意过，真的要验证仿真的时候，就有些模棱两可了
作者: bornwong    時間: 2013-8-27 10:11 AM
看到6楼，没再往下看，意见可能与其它楼的重复，见谅！
+ A3 D- {. t& u! l: m同意6楼的意见。( ]2 n) I! r( V7 F& A1 K
也可以从op输出点断开，但一定要用电感，而不能用电阻。: R" v. k1 W  F+ h, v) X
环路断开的原则是对ac（f>0)要阻断，对直流无影响。故6楼提出的阻断点可用电阻，甚至电阻更好，因为电感毕竟在低频的阻抗不够大，在小电流（例如支路电流小于1uA)时低频环路增益就不准了。



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