双极发射极跟随器:具有双通道反馈的RISO

[11-20 17:32:05]   来源:http://www.88dzw.com  模拟电子技术   阅读:8613

文章摘要:通过如图47所示的Zo外部模型,我们能够测量Zo与Riso、CL、RF以及CF之间的相互作用对1/β的影响。RO和CO是我们在前一张图表中测出的参数。GM2将U1(OPA734运算放大器宏模型)从Zo外部模型中隔离开来。将GM2设置为1/RO以保持适当的Aol增益,目的是与最初的OPA734运算放大器宏模型和产品说明书中的Aol相匹配。在SPICE进行AC分析前,其必须开展DC分析。因此,我们需确保扩展后的运算放大器模型,将具备正确的DC工作点而无需使U1达到饱和状态。为此,我们在CO至VO之间添加了一条低频通道。GMO将由RO两端的电压控制(该电压与VOA相匹配)。将GMO设置为1/RL以维

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通过如图47所示的Zo外部模型,我们能够测量Zo与Riso、CL、RF以及CF之间的相互作用对1/β的影响。RO和CO是我们在前一张图表中测出的参数。GM2将U1(OPA734运算放大器宏模型)从Zo外部模型中隔离开来。将GM2设置为1/RO以保持适当的Aol增益,目的是与最初的OPA734运算放大器宏模型和产品说明书中的Aol相匹配。在SPICE进行AC分析前,其必须开展DC分析。因此,我们需确保扩展后的运算放大器模型,将具备正确的DC工作点而无需使U1达到饱和状态。为此,我们在CO至VO之间添加了一条低频通道。GMO将由RO两端的电压控制(该电压与VOA相匹配)。将GMO设置为1/RL以维持DC状态时的综合增益水平,目的是与最初的OPA734 Aol相匹配。另外,一只低通滤波器由RLP和CLP形成,并设置为0.1*fLOW(fLOW是相关的最低频率)。将RLP设置为1000*RO,以避免RO上出现负载或相互作用(影响),最终导致Zo传输函数发生错误。

图47:Zo外部模型详图:CMOS RRO。
图47:Zo外部模型详图:CMOS RRO。

首先,我们分析如图48所示的FB#1。请注意,由于我们只分析FB#1,所以CF可视为处于开路状态。接下来,我们将分析FB#2。然后,通过采用叠加的方法,将两条反馈通道合并在一起,求取最终的1/β。分析结果如图48所示,有关的公式推导和具体细节,请参阅图49。我们发现,当fzx=107.49Hz时,FB#1 1/β曲线上出现零点。低频1/β值为4.5或13dB,并由介于CO和CL之间的电容分压器确定。如果改变电路以获得增益,那么低频1/β值将大于β。

图48:FB#1分析:CMOS RRO。

图49:FB#1 1/β公式推导:CMOS RRO。

FB#1β的公式推导如图49左侧所示。由于1/β是β的倒数,所以FB#1 1/β的计算结果可以轻而易举的推导出来,具体推导过程,请参阅图49右侧。从图中我们还发现,在β推导过程中的pole,fpx变成了1/β推导过程中的zero,fzx。

我们将采用如图50所示的电路来开展AC分析:通过Tina SPICE,找到FB#1的1/β,OPA177的Aol以及只采用FB#1电路的环路增益。

图50:FB#1 AC电路分析:CMOS RRO。

FB#1 1/β的结果标示在图51中的OPA734 Aol曲线上。在环路增益为零的fcl处,我们发现,接近速率为40dB/decade:

[(Aol曲线上的-20dB/decade)-(FB#1 1/β曲线上的+20dB/decade)=-40dB/decade接近速率)]

为此,接近速率的历史数据表明了存在不稳定性。而且,我们对FB#1的分析是基于zero、fzx=183.57Hz,低频1/β=13.09dB的情况。从图51中可以看出,我们的一阶分析准确推算出了FB#1 1/β的数值。

图51:FB#1 1/β曲线:CMOS RRO。

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