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
& D1 t7 x5 I" P8 E- I甚是困惑
2 {' m8 Z- F" \/ X* h" ~不知道有沒有大大可以幫小弟開釋一下
/ F, [4 _( o- T0 L  G/ d6 V+ j1.  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
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
) i( W/ q% r% c1 [4 q3 F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??
還有沒有甚麼其他的用途??
" b& N0 `( h! j( y另外在給Vin的時候,我看到書上的spice檔是寫  
- `1 |9 {/ R5 D$ oVin  a點  b點  dc  1  ac  1
+ C4 Z# c3 r2 p4 V0 e. n這樣的意思是他給幾伏的ac訊號呢??
) j; M1 i& H, h( y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??

2.  http://0rz.tw/9040H
1 t7 C) k5 A" W這張圖他把電路加上一個很大的R跟C之後負回授
& E! r  O. f/ q% i我不太了解他為什麼要這樣子接??
4 y8 ?9 O# r1 h7 ?1 @6 q這樣子的量測跟上面的open-loop有甚麼不一樣呢??

3.  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
: }% K4 G1 B$ F" z5 a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
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??

假設有這樣子的系統
+ F8 F8 O. P/ t" O7 o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??
3 e' ~3 {7 S8 a& v/ i7 D2 m1 J
3 q* j7 Y- W7 X2 O' ~& m! \2 A問題很多又很雜
8 j) H0 T: q+ j8 i) Z; F$ N小弟為此困惑良久
' I1 F5 I. i2 O) n- i$ x希望有大大可以給盞明燈
# n5 W! v/ M7 v在此先謝過嚕~~^^

geniushoho

1. 假設你OP內部是個two stage之類的OP架構
$ f% W! D; X/ H: J' [; I    你這樣接有問題，因為input的+/-必須要有一樣的common mode value
" S6 ^: u; e! a7 \, Z* D: @    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
! }* ?* X) S1 [1 d  E% Q. r! e    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
" n5 T6 }# q2 P& j: i     AC部分來看 Vout/Vin=Vout/1  所以你的gain就是Vout(dB)
  u7 J# d! P6 A" I1 q* i! u- O     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
1 o7 t2 _- a- q3.  基本上看你要多少phase margin
     然後選擇OP的架構
) i- n' B- e$ d, o    例如folded 他本身電路就有80幾度的margin 可以視為只有一個pole
5 l: ?; J- b! s- G5 E0 q    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
8 }" q$ D! g" R) p  G: u; N給你做參考!!

geniushoho

2. AC分析我說錯了~~~sorry
   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
+ x2 B3 t* m3 i1 f2 i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
8 j" g9 }  U' r( R  \/ @
& `" @- o  b9 O- J: D8 v: W1. 給ac 1 的實際意義是甚麼呢??
% Q  @# q, f9 C+ i0 r+ Y; x     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??
# |" m6 X; m. d* G$ k$ \' T     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??
  M1 ?) D9 s7 l. B, b, [6 ]7 l+ \     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??
; {3 [; ?% R+ ]6 a+ d, i$ y3 s     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
& I+ X% v7 m7 ]  B# [     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$ n. |6 k, y9 J0 b2 @9 ~; P
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
     原理是一樣的嗎??  

問題很多
真是不好意思
3 o5 a1 P& H; L4 ?. b- D希望大大有空的話可以回答小弟一下
3 q7 Y4 k2 d. r: ?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
8 h# `8 o  o' v/ vop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

% ]. ]0 [, p. @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
6 i, v, w) o) o" N* x+ ^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
: R$ ?! B2 @4 M+ V3 `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
% }4 p- ?$ }" ?# Z  L
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
3 P  c( P2 d9 H) f% |2 p小弟真是很感動
因為是類比新手
所以有很多東西都還在摸索當中
! e( \/ H6 E$ s2 f. O( C" g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
& w: G. ?$ S9 N) D( z& q0 j  q不知道F大有沒有EMAIL可以給小弟
, M" Q( n: \" V8 J" @- I- U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
, S4 \' |% [3 S  x; i% S. C& s) d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
) F1 i" o4 ?0 L2 A4 j! bdavidwu.ep90g@nctu.edu.tw
8 X2 U5 g2 h# N% o$ F5 U希望大大可以回個信給我
" F3 F7 z+ R4 u( M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。
* s- M% c) l9 C! X) J! M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??

: c! \. ^( t* ?; c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