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
9 x, C6 f2 M; O# g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
7 M4 K# M0 e2 ?( M% _0 L我們如果要跑單純的一個OP
& p# n* r$ ~# F9 g; i會是直接畫像這樣的電路圖
! a' ]( p+ A) p3 p然後用spice給Vin的電壓
- @# z# d1 G, L& W之後去量output的電壓
再跟Vin相比之後得到A的db值嗎??
% l8 ^9 I  I  d0 ?3 l在設計一個OP的時候
% J/ N/ d! r6 V5 k" _8 N+ w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??
+ r/ o9 x- P1 Y) X還有沒有甚麼其他的用途??
  K% q3 {0 Q) h! r5 A3 j另外在給Vin的時候,我看到書上的spice檔是寫  
1 g; }- E' f5 @; O; iVin  a點  b點  dc  1  ac  1
% G1 _8 U% j/ R% d, v* @, o  H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??
5 w# F' b1 m+ t' E! p
2.  http://0rz.tw/9040H
3 E% @: z' ]; m( |這張圖他把電路加上一個很大的R跟C之後負回授
# x( d0 x9 L5 e% N  j2 T$ N: L我不太了解他為什麼要這樣子接??
: Y% r8 a" t2 f6 R8 _) j這樣子的量測跟上面的open-loop有甚麼不一樣呢??

, y+ R, z2 {: ]: {& N  R. Z3.  http://0rz.tw/5040G
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
我們為了要檢查這個系統的穩定度
所以會去跑頻率響應
* l4 `1 v( X- d/ |這個意思是我們要去看A(Beta)的大小跟相位嗎??
書上的做法是在負回授的點上加入大R跟大C
. z1 Z( a$ A3 y" \0 g然後看V-端跟Vin的比值
) Y2 K+ a2 H8 Y! c0 |( g! ~5 T他這樣子的求法還算是open-loop嗎??
還是算是close-loop??
% w) u, {4 f: l5 j* I7 k  J# K這樣子求出來的比值是A(Beta)嗎??

) b  R8 E3 T3 V- a3 ?0 K9 m) I( ^假設有這樣子的系統
1 e$ S; D. \, \. U  @各位大大還會去跑單一OP的特性嗎??(gain的頻率響應)
* r# Y4 ]- O; \  d還是直接看這個系統的穩定度呢??

' n; q; Q& D5 E2 I4 C問題很多又很雜
' w  v+ o5 t" q4 g* U+ b( D/ V小弟為此困惑良久
1 v7 ]: M9 S4 s2 B3 x# U希望有大大可以給盞明燈
& v6 u9 v: n  ~. Q2 @在此先謝過嚕~~^^

geniushoho

1. 假設你OP內部是個two stage之類的OP架構
6 K/ C! R1 O; `4 l" y  B$ V    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
    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)
4 l( o  J6 o( D* t/ B     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
, w$ n! r: }  @% _8 @3 A     input = output (因為input不能留電流所以這條路徑不會有壓降)
& \/ d$ F$ T. ?/ H* M  u8 z+ A     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
9 C4 i( A1 g. Z: M# i; p: J3.  基本上看你要多少phase margin
" B1 @) O, w3 g) I7 P0 d     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
4 h* d# k' X5 z0 [- Z! d5 S4 J; s    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
+ i  X6 w" F$ J0 {' R% f, K給你做參考!!

geniushoho

2. AC分析我說錯了~~~sorry
   謝謝 mbission 指正

mbission

不客氣
1 z! B. l( _' n! e" Q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
, ^9 E' |5 J' ]4 r1 r; Q$ ]: M# F
1. 給ac 1 的實際意義是甚麼呢??
     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??
7 ?! P) p( u9 ]! [: f. P; `8 ]
2. 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??
     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 K3 v2 o. y6 H     使differential input的common mode 可以維持在一樣的直流偏壓嗎??
2 |3 ^5 e: y: B+ d; e+ E, F& S( K     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??
     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
     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??
/ S0 c( A- y: L( n  E
! d+ z7 w3 ~& D- D4 a3.  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
! h# \6 i8 d9 \- V) n     原理是一樣的嗎??  

問題很多
真是不好意思
1 H0 K( P' S8 i1 l; T* {4 B希望大大有空的話可以回答小弟一下
$ I% e& K7 _" i# E) 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
( T  w: Y5 e- O& l& I( rop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

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
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
op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

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
; n& ?, p) I" C9 M7 w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
小弟真是很感動
因為是類比新手
8 c3 Q3 t& A9 v, ?( W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
因為不太想再占用太多的版面
不知道F大有沒有EMAIL可以給小弟
私下再請教您問一些問題呢??
因為我身邊可以討論的人比較少
7 Z: a8 P- V- e& E% L7 i所以希望可以跟您請教一些遭遇到的問題
若大大願意幫助小弟的話
% G. t: ^$ I; w% X% ^. _小弟的EMAIL是
( k# r$ q+ l( Q. u$ Zdavidwu.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。
% T1 L  i8 A( a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
- z" r  W1 K2 L$ w
1 `6 L( ^% p4 l( p何必勞駕finster板大呢??
5 O% x/ }. V% _1 [
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