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
. e1 U7 o$ o! K  `$ q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
會是直接畫像這樣的電路圖
- d9 V" x9 o" X& n" i然後用spice給Vin的電壓
% I  P* P' R: Z$ M6 h5 y8 A- l之後去量output的電壓
' |" g0 p' w: \/ g1 X6 o再跟Vin相比之後得到A的db值嗎??
在設計一個OP的時候
大家會去跑像這樣的電路嗎??
- t* N; J/ Z" m* N0 j5 m) ^1 Z跑出來的A(db)是不是只能看出這個OP的gain跟頻寬呢??
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
/ x2 r- Q, l8 a1 f$ e/ B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??
% O+ G$ s, {5 [1 r# w怎麼可以求出Vout的值呢??
( d: I" f6 w6 B  |) k, b
2.  http://0rz.tw/9040H
這張圖他把電路加上一個很大的R跟C之後負回授
我不太了解他為什麼要這樣子接??
這樣子的量測跟上面的open-loop有甚麼不一樣呢??

  t3 I  `  ~/ R- @3.  http://0rz.tw/5040G
6 L/ L8 H. d  c假設現在有一個這樣的系統
$ ]0 {5 R1 w$ |0 U, U1 S  V9 S原先沒有大R跟大C的負回授系統
& O% f+ c# ]9 s7 M0 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
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
' i# O5 f& G+ T7 t  E( n5 d然後看V-端跟Vin的比值
他這樣子的求法還算是open-loop嗎??
' G; N- O( C/ r3 N6 h+ n8 v還是算是close-loop??
  Q# B; `+ \1 c: C9 r' {這樣子求出來的比值是A(Beta)嗎??
4 U) P, V; j& m( g2 S
3 k, J# V5 g/ S8 x9 Y+ i% g5 x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)
0 v8 K- L  _1 ?- e, e& w還是直接看這個系統的穩定度呢??
8 p" ~) M  M2 b
問題很多又很雜
8 r  s' M6 p$ F: l' x小弟為此困惑良久
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
+ y6 o; `7 k. y2 O7 I    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
1 D- Y' M$ O  @. {# n    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
" ^" h' H2 e4 N. w  i/ e     AC部分來看 Vout/Vin=Vout/1  所以你的gain就是Vout(dB)
+ b2 m+ N, T4 h; |" D3 X     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)
9 h: V1 ?, P/ K9 g; z( r     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
    或者你用two stage設計 就要用頻率補償的方式
+ f( z9 d( G0 ]    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
) L8 P3 J6 o: N) `0 G+ G   謝謝 mbission 指正

mbission

不客氣
一般AC的模擬方式是把R用大L代替
! B1 n" @3 m; ~" [; g9 c6 V6 `$ A( X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

; T$ l% _: s8 d  L, `1. 給ac 1 的實際意義是甚麼呢??
' p- b9 b( ?( ~1 b$ d     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??
" ~$ Y1 r" K  \, V8 |) y7 D: o& L      spice是怎麼算的呢??
  q8 o, j( j! e2 A7 U
% Y6 _7 a7 O2 V/ T2. 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
     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??
) H8 O+ Z5 R$ r     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??
- R. h% o" k$ N5 \
7 k4 ^0 W1 y3 Y% j3.  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
4 }$ }+ s/ v/ d+ ]% c  c9 n2 ?& ~     原理是一樣的嗎??  
0 \, H$ f3 n# s" K, c' V. f
2 _2 H( _! z' J4 \% Z問題很多
真是不好意思
希望大大有空的話可以回答小弟一下
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
; X( Z; r4 t& r* g; W, oop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
& k. x0 H7 R7 p& W8 d
; G8 P$ d. u6 a( P: h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
; d# z( A9 v$ Y0 G
. ?) `. K& Q* b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
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
9 c; R; m, m2 v- [因為是類比新手
2 o' \- T! R8 v& }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
2 `: X( s" ?0 T$ S因為不太想再占用太多的版面
5 j% z! e0 D' r6 c7 Q8 F不知道F大有沒有EMAIL可以給小弟
  K. G) X. p4 f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
所以希望可以跟您請教一些遭遇到的問題
7 p7 f) P$ ?- y1 x% i7 p若大大願意幫助小弟的話
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
9 N3 p; P* z# V% ?7 y: P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。
; q. B) m$ T! D7 A6 N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

何必勞駕finster板大呢??

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