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
3 j. v" }! {4 f不知道有沒有大大可以幫小弟開釋一下
+ y" p$ d2 n6 I6 r$ H8 A2 e1.  http://0rz.tw/1340k
) U! c/ T6 I, m" p$ {& N$ u# f我們如果要跑單純的一個OP
5 }. |7 ^4 O% I4 e: `  t, `- N' E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
! s: }6 p1 ]# {! O再跟Vin相比之後得到A的db值嗎??
在設計一個OP的時候
& B' D; K7 ?8 N5 j0 |! r5 c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??
6 w- O& f0 A) U. u% X& n還有沒有甚麼其他的用途??
% U; B8 O  M! E& M; z2 g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
5 H/ N- n7 O( a$ L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??
+ Q7 M) @: o, q+ n$ B5 Z怎麼可以求出Vout的值呢??
" n% p; @5 t  t
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??
  [4 P2 i) T2 ~2 g& h8 t1 C# E這樣子的量測跟上面的open-loop有甚麼不一樣呢??

3.  http://0rz.tw/5040G
3 K$ B! W  f' _9 A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
( Q9 c- G8 `/ }我們為了要檢查這個系統的穩定度
所以會去跑頻率響應
6 c5 O' R# ~# h2 i& n這個意思是我們要去看A(Beta)的大小跟相位嗎??
7 z) E. i% `- `& Y書上的做法是在負回授的點上加入大R跟大C
. S" a. \- |6 R# f0 ?然後看V-端跟Vin的比值
/ J% y/ }' Z- b他這樣子的求法還算是open-loop嗎??
7 @3 ]9 }: M/ M還是算是close-loop??
這樣子求出來的比值是A(Beta)嗎??

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)
還是直接看這個系統的穩定度呢??

5 _4 r- C( {( i* l0 ]# c問題很多又很雜
2 r, ]5 ]7 d: F' l/ B) j小弟為此困惑良久
. Q; s; [1 y! N* }# i1 X3 b希望有大大可以給盞明燈
* a  G7 z9 {: \) b在此先謝過嚕~~^^

geniushoho

1. 假設你OP內部是個two stage之類的OP架構
% h/ C; W0 q6 M: F$ T# u, S    你這樣接有問題，因為input的+/-必須要有一樣的common mode value
$ E% J' P  f5 a  ~    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
( H( b  w/ V9 V# V3 h    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)
     所以並不會飽和
2.  這電路名稱我忘了
  H% l. [2 E4 z9 N( o     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
5 i2 U1 ]- E, k6 Z6 |4 Q     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
- W* A9 \& @5 V; }) ~) q5 J3.  基本上看你要多少phase margin
: y& n4 \1 j" O; [0 l1 u     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
    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
# Q8 p; o  d: A5 N* S# Q4 v   謝謝 mbission 指正

mbission

不客氣
! E7 _! _$ N: |) q, p9 |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

& D2 O( }+ w! y$ x$ E8 f3 l: t1. 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??
9 d; d% E1 p% c, s( t& {# z      spice是怎麼算的呢??

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??
: T. `  ?' \2 ~. _5 j& `$ j     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??
0 \  c- i' r/ i3 d8 Z- F. y     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??
2 M. B; o6 L0 S- T% [     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
; C4 f' Y! l9 M: p5 R; h6 d     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??
; X+ C) p; V' j% x: r+ ?
3 Q! u5 D- h" I3.  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" c) E8 w1 ]/ V5 g     原理是一樣的嗎??  

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
0 j( h; K# @3 ?6 w: B4 f9 n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
5 I' E- y* M/ S  Q/ B& [op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
: B0 a1 U( ^% _9 _) X7 i/ x/ I- [
+ l$ p" S5 Q5 w& x8 N& I5 q1 W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
- n9 F3 Y: V. D7 s& K$ ^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
, W5 h. B0 q2 _5 X3 G/ f
& E7 T5 f" \) l2 s* R: ^  F$ K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
4 c* P2 Q% t0 C/ K- ~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
% t# W3 g' P7 B% g6 f0 |所以有很多東西都還在摸索當中
) E: {- b- M/ h$ Z2 a% \3 C- S: r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
; U# Z) p8 r. ?因為不太想再占用太多的版面
- I" N: O1 f8 W3 _% S* E不知道F大有沒有EMAIL可以給小弟
/ V1 j. Z  _+ S! C7 e4 b5 @! j2 u私下再請教您問一些問題呢??
, R7 y* C+ f# o因為我身邊可以討論的人比較少
. {9 O! \; V  r$ o6 W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
小弟的EMAIL是
# m* N7 p" h( a& \davidwu.ep90g@nctu.edu.tw
( x! Y' B* S+ W3 b3 z希望大大可以回個信給我
4 U* u% O2 k) M; ]. E) b% F或是回文跟小弟說一下MAIL ADD
' X# o+ v" x; X2 L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。
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
: L8 {5 v3 H" D( v
! _  P$ n0 t, i1 ^何必勞駕finster板大呢??

  ]8 b8 \1 W; [8 `" j1 I# v2 V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