請問各位大大有關跑OPAMP模擬的問題 ~~~

ccmake23

請教各位大大
6 D& b  e- _' o' B) i小弟在跑OP的模擬的時候有一些疑問
甚是困惑
6 V7 ]) u% q! N4 b; J4 g5 N不知道有沒有大大可以幫小弟開釋一下
1.  http://0rz.tw/1340k
2 |% D1 f* z7 y" r# W我們如果要跑單純的一個OP
+ S  E# B5 `: G會是直接畫像這樣的電路圖
然後用spice給Vin的電壓
" T. w6 d, B- Q7 c2 d7 O之後去量output的電壓
# g7 b9 z6 _2 T4 l$ O! U& Q" i8 u再跟Vin相比之後得到A的db值嗎??
/ @1 U% U( E$ t* T在設計一個OP的時候
' M) ^7 b; p. x5 J; |. D* }3 A7 B大家會去跑像這樣的電路嗎??
. m1 o2 \$ y1 u. |8 S0 `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
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??
- X1 [; D: i. i+ Z6 K怎麼可以求出Vout的值呢??
1 Q4 o, d1 y. ]3 J" `% O
2.  http://0rz.tw/9040H
9 ?+ Q/ [/ L, M0 [, {9 m2 j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??

3.  http://0rz.tw/5040G
6 z' B0 y( K" P2 w+ M& D假設現在有一個這樣的系統
5 N( e+ D& |/ W& K8 ^. ]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
2 B! P/ p/ E9 s6 J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??
2 I7 m* A$ w( P; \6 h. X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??
還是算是close-loop??
這樣子求出來的比值是A(Beta)嗎??
7 M7 \, J2 L7 Q' c' S8 k$ w
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??
& C" N/ v, y% f9 v& y% e
問題很多又很雜
小弟為此困惑良久
希望有大大可以給盞明燈
* L; c9 N4 ^+ C+ t, A% o+ x& k" U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
    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
- t/ u8 Q+ j( k3 O3 T0 I) b  c5 n     AC部分來看 Vout/Vin=Vout/1  所以你的gain就是Vout(dB)
5 i/ l; b' S& I4 ~8 T     所以並不會飽和
% s' a4 A" k' y1 ^% R# L$ g2.  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)
% [3 Z6 s- g( K" x     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
" M4 Q$ `5 b5 s# s3.  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
+ |+ e4 p# K# {# G+ g/ _) U8 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
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 A: b$ g5 {) a/ B( A一般AC的模擬方式是把R用大L代替
3 f* A% x0 D6 ]9 U# H5 a; S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
5 ]+ v' {; `' D7 \" c8 ]0 s8 r
+ M8 x" b! o; B$ e2 g1. 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??

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??
1 ^2 C' d# C1 M. t# V* E     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??
- }- C+ D/ n8 p, u/ p, F: z+ B     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??
+ V2 e- k0 y; {" [3 Z1 l# N. E
+ b$ @% Q' V" l4 ^; H  m4 I8 @3.  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
, }7 k0 h% k: L% n     原理是一樣的嗎??  
3 F7 P' k7 H- Z( v7 o* X4 F
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
) m% V* m7 r- u& Kop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
3 n9 d6 R/ d/ m! Y$ P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

3 K! n7 c+ D2 j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
5 M( c, A* y  i0 n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
2 M6 B7 g- |8 ?; @* p# U# pop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
6 Z: \- t  Y5 o% |+ ^  R! c
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
因為是類比新手
3 z" O1 S, V6 y6 S) ?. t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
& Y' l/ J' v2 O8 |% u, }& \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??
5 j& X  `* I6 D# F) k因為我身邊可以討論的人比較少
- `. Y0 e0 w; e' w$ _0 f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
4 u- r( c  D  r% I! p" O4 w小弟的EMAIL是
davidwu.ep90g@nctu.edu.tw
2 j$ C  {$ D6 t1 i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。
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
) u( O+ `2 G" [$ V6 }( g4 i- w
: k, q: c0 }7 f4 r0 W( O何必勞駕finster板大呢??
8 ^1 K- t4 h+ c
& _6 Q- @' M7 y; O9 ]; Q; L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