請問各位大大有關跑OPAMP模擬的問題 ~~~

ccmake23

請教各位大大
小弟在跑OP的模擬的時候有一些疑問
甚是困惑
不知道有沒有大大可以幫小弟開釋一下
1.  http://0rz.tw/1340k
我們如果要跑單純的一個OP
5 {: g+ Y, f3 P/ L8 z4 T# _4 J會是直接畫像這樣的電路圖
然後用spice給Vin的電壓
之後去量output的電壓
再跟Vin相比之後得到A的db值嗎??
在設計一個OP的時候
4 E, W; O' x, y% V大家會去跑像這樣的電路嗎??
跑出來的A(db)是不是只能看出這個OP的gain跟頻寬呢??
- {3 ~8 ]6 m( h) y9 t還有沒有甚麼其他的用途??
另外在給Vin的時候,我看到書上的spice檔是寫  
Vin  a點  b點  dc  1  ac  1
這樣的意思是他給幾伏的ac訊號呢??
如果是1v的話,那放大器不是會飽和掉嗎??
怎麼可以求出Vout的值呢??

- }) w0 o# }& u& ~2.  http://0rz.tw/9040H
. o7 M% ?+ c6 b這張圖他把電路加上一個很大的R跟C之後負回授
, j, C( j# {- F4 u5 P5 v3 R我不太了解他為什麼要這樣子接??
* i  a8 _- K5 Y# o這樣子的量測跟上面的open-loop有甚麼不一樣呢??

+ G3 O) e! x2 J+ V# W' _# l3.  http://0rz.tw/5040G
, J8 K: `) d1 P) p6 b& ?假設現在有一個這樣的系統
原先沒有大R跟大C的負回授系統
1 i# g! o; B" p/ |我們為了要檢查這個系統的穩定度
所以會去跑頻率響應
7 ?9 h# j% v: u0 g7 B, o這個意思是我們要去看A(Beta)的大小跟相位嗎??
! w/ V6 z* {/ Z) ]5 R* z6 s  @書上的做法是在負回授的點上加入大R跟大C
然後看V-端跟Vin的比值
他這樣子的求法還算是open-loop嗎??
* l0 q1 a) M. s還是算是close-loop??
. i, x% v$ _5 c6 E  R/ J; \這樣子求出來的比值是A(Beta)嗎??
0 u2 F( {3 E* v$ A# ^
$ h# @4 R3 F* U# W3 U假設有這樣子的系統
各位大大還會去跑單一OP的特性嗎??(gain的頻率響應)
, `4 M1 i4 t  b  h: Y' R; t' A+ n( f* U還是直接看這個系統的穩定度呢??
* l5 J: y" \& p- n/ p1 S5 [
  |) R' p; K* W) T$ f問題很多又很雜
小弟為此困惑良久
- G: g, C1 P! O9 l6 R: G! Q1 y希望有大大可以給盞明燈
在此先謝過嚕~~^^

geniushoho

1. 假設你OP內部是個two stage之類的OP架構
    你這樣接有問題，因為input的+/-必須要有一樣的common mode value
    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
    這圖只是利於教學，所以只保留AC部分來討論忽略DC
6 }$ ?- V4 C9 W4 o; B    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
     AC部分來看 Vout/Vin=Vout/1  所以你的gain就是Vout(dB)
# S0 a9 d; i- l     所以並不會飽和
2.  這電路名稱我忘了
     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
     input = output (因為input不能留電流所以這條路徑不會有壓降)
     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.  基本上看你要多少phase margin
     然後選擇OP的架構
    例如folded 他本身電路就有80幾度的margin 可以視為只有一個pole
; t- i( |- C; R1 L    或者你用two stage設計 就要用頻率補償的方式
    把第二個pole拉遠去設計

mbission

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
給你做參考!!

geniushoho

2. AC分析我說錯了~~~sorry
8 H+ a& o$ h1 ?9 Z. l8 K   謝謝 mbission 指正

mbission

不客氣
% P  m( |% v# L' C! e2 q5 j一般AC的模擬方式是把R用大L代替
此外也可以用AC電阻跟DC電阻的方式

ccmake23

以下還有一些關於OP的接續問題想請教大大
. ], |- d/ B+ `
1. 給ac 1 的實際意義是甚麼呢??
$ E3 B# k( y# F! i: j. U$ C     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??
      spice是怎麼算的呢??
0 S  b7 _$ r, Q8 C1 @
5 K/ d5 ?/ H2 l( {, u) E8 q# K2. 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??
     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??
  B: X: w* P# k( ?" e- ]! J$ W     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
5 V& K: O: E2 p8 i2 L     使differential input的common mode 可以維持在一樣的直流偏壓嗎??
     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??
2 \  [8 W/ K; h2 Y     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
5 O! v6 B3 W& t' Y5 c- A8 a6 M     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??

) ^( a6 @/ r7 L  h& d, q  O3.  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
     原理是一樣的嗎??  
' `2 w: q  V) X' d4 ?
- a$ P* ?% k9 P4 p$ G  D問題很多
真是不好意思
% Q: x. B; F; U) K希望大大有空的話可以回答小弟一下
/ h! }7 S$ F) a: L0 f真的是非常感激唷~~~^^^^

finster

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
$ p& x( _8 I1 f( A/ F7 l# Y' Sop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
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
6 X, P: _) M; o, f. A. l3 O* K
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
$ R* w- e" _, q) N& x5 B  \5 Q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
3 U' B# E2 y; _# Eop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 d2 z% z) t0 ^- C$ b. i
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
7 f1 s( l6 {  Q* S5 i" C7 {( J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

ccmake23

看到F大打了這麼多自己的經驗分享
; ~( u+ q4 l& ?7 G6 r* q4 g小弟真是很感動
0 i- s' c7 D7 D- \8 |3 |因為是類比新手
所以有很多東西都還在摸索當中
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
) O) n8 b6 @6 J) Y) v& K7 D7 v因為不太想再占用太多的版面
, z0 u7 n+ p3 E  E不知道F大有沒有EMAIL可以給小弟
. O# V* q9 `; M& f) p. T( ?5 X私下再請教您問一些問題呢??
! F, b) P# h* y$ L0 R因為我身邊可以討論的人比較少
所以希望可以跟您請教一些遭遇到的問題
' U+ q6 n& W5 l. B" n; F* w若大大願意幫助小弟的話
( t2 ?; R7 o( B4 R: k3 f  R小弟的EMAIL是
davidwu.ep90g@nctu.edu.tw
希望大大可以回個信給我
或是回文跟小弟說一下MAIL ADD
非常感謝喔~~^^

kubela

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！

anita66

很讚的東西,終於有大大提供資訊了,感謝您的無私分享,3Q~

semico_ljj

是“CIC HSPICE 講義”？

hyseresis

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

yutian

finster能否提供一下你說的CIC講義嗎？謝謝共享。
2 D, K0 S- A( k. `7 ^* z* F想參考一下。

caikunming

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。

tom2003

本站有分享
* s$ y. l: S! U0 h; r
9 i7 R' K8 H' C* {# o9 P' b% J何必勞駕finster板大呢??

' x5 f3 A7 K$ m3 ?2 I要花個錢買就是了....

erdong2000cn

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