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標題: How to improve OP linearity ? [打印本頁]
作者: super    時間: 2008-3-10 05:49 PM
標題: How to improve OP linearity ?
Dear all:
4 c5 w' X( O* n  N& X* ^                In OP design , how can I improve opamp linearity?3 ?' M% `; s7 Q7 |$ o
                ! j7 B" p) L. U7 D  k
              ps:  OP can be any type, so don't care op type.
2 L( K* h6 E+ o4 x  u) ]                     please focus on opamp external circuit method.: J4 K* q. c1 h. d8 r
! o. G& s  z6 f0 i1 w
          thanks.
作者: finster    時間: 2008-3-10 11:09 PM
我個人的看法是,增加OP Amp本身的gain即可改進linearity issue: e8 o$ g" y" l1 Y
另外,如果工作電壓是3.3V,而你比較在意0V~3.3-Vt之間的linearity,要用P-type input OP Amp,反之則用N-type input OP Amp! ?8 p+ i  O/ r& _
如果是0V~3.3V均很在意的話,那就要用rail-to-rail OP Amp(亦即input為P-type和N-type的OP Amp)5 H( t$ k. b* Y' k" w% P" ~
最後,我試過如果gain約在50dB以上,那用unity gain buffer來測試OP Amp的linearity,誤差大概會在20mV以下
作者: youngvate    時間: 2008-3-11 12:15 PM
原帖由 finster 於 2008-3-10 11:09 PM 發表 9 T1 Z+ M4 l+ r" O0 n0 Y
我個人的看法是,增加OP Amp本身的gain即可改進linearity issue$ C6 w8 x9 z8 A  y# ~6 R
另外,如果工作電壓是3.3V,而你比較在意0V~3.3-Vt之間的linearity,要用P-type input OP Amp,反之則用N-type input OP Amp: ?5 r3 D9 J9 R: {
如果是0V~3.3V均很在意的話, ...

& u- u1 I/ B, G* D, Y4 M, i/ u* k! s  P" u0 X6 Z1 P2 ]! N
前輩,打擾一下,為什麼和我學得不同?我記得從Vin(differential) v.s. Id(differetial)圖來看,slop越緩,gain越小,線性度越好,slop 越陡,gain越大,線性度越差,Razavi的書也說到要能增加線性度且維持較大的gain不容易,須要一些技巧.關於你說的 增加OP amp.的gain 可以改進linearity真得和我學的有衝突,實在不懂請賜教.. Z, C' R2 f  y3 J+ e

1 G/ ~. R  f/ N7 d7 S謝謝
作者: 賴永諭    時間: 2008-3-11 07:58 PM
負回授不是可以增加線性度..可參考Razavi書本ch13.., o0 U6 X' c$ G9 _# B, S- t
希望對你有用哩...
作者: finster    時間: 2008-3-12 01:29 AM
原帖由 youngvate 於 2008-3-11 12:15 PM 發表
1 X1 ~1 ~: V1 V5 C& B% E+ h  M& C
8 @& H! N3 l0 C% r' w
3 K$ Q3 E. J+ f前輩,打擾一下,為什麼和我學得不同?我記得從Vin(differential) v.s. Id(differetial)圖來看,slop越緩,gain越小,線性度越好,slop 越陡,gain越大,線性度越差,Razavi的書也說到要能增加線性度且維持較大的gain不容易 ...

) n" r" K1 j* D: M
5 z3 M5 M& Q, w& \7 `9 d8 M- n1 v1 L  q: x8 R1 D0 P
我這邊講的linearity,是把op amp接成unity gain buffer( D4 C' H3 B: S8 p/ p: e/ U
接著從inp端作dc sweep,從0V一直掃到工作電壓,並觀察(Vout-Vinp)的結果
2 i; \+ b! c& B- A& K/ S從awaves來看,X軸為Vinp的dc sweep,Y軸為Vout-Vinp,便可看出其linearity的特性為何3 C; D9 l% ?0 u# {. v% P
以上是以模擬和圖示來看/ Z$ A  V7 Z7 D! k
再來,linearity的定義要看你是以那種測量方式的linearity,我這邊提的是以unity gain buffer來量測的linearity
/ \/ X0 h& s* T2 H3 m& X) H因為這是最直觀且直接評定op amp的linearity方式,如果你所設計的op amp的linearity不佳,那接成unity gain buffer時,output waveform便無法追著input waveform的變化而變化,以P-type input的op amp來說,它在低電壓輸入時,gain值較高,output waveform可以很漂亮的追著input waveform,但一旦input waveform升到1/2工作電壓時,p-type input便會慢慢進入triode region,此時op amp的gain便會慢慢變小,則其linearity便會慢慢變差,當然,如果你的電路設計功力夠好的話,可以改進此一先天的問題,而n-type input的op amp則和p-type input的相反" w8 h& g$ G% }; N& O9 O
linearity對op amp而言,不同的應用有不同的解釋和量測,我這邊提的是以unity gain buffer的linearity量測,當然gain愈高,其linearity愈佳
作者: super    時間: 2008-3-13 06:22 PM
所以 finster 大大的意思是說 ; Y/ ]& _. ]8 j7 G2 _
  大家在看線性度的時候是以接成unit gain buffer來看
1 ?1 N" v" i7 `" y2 ?  而不是用open loop gain的方式嗎 ?
$ J/ x; ?/ e$ _
3 t1 b6 q9 H2 R! B, ?因為我記的以前在跑linearity 是 sweep diff INPUT 對OUT% T) g1 m* R. r& s- ]2 G
的curve來看, 就會看到in-out的 curve , 這也是可以看線性的方法 .. z+ }- g& l3 o7 R6 r
  可是這是以open 的方式來看....和大大說的方法不一樣 ..
作者: monkeybad    時間: 2008-3-14 11:32 AM
OP一般都是接成負回授在使用的2 P8 _( k( z7 l. J' h  ^
通常都是拿來做buffer 或是做線性的放大
8 X0 I& b9 Z: P, D8 e在Razavi CH13有提到 可以用gain error來代替看線性度
6 f& q" ?  e2 e" }" H6 r& B/ AOP gain越大 線性度越好
作者: finster    時間: 2008-3-14 01:52 PM
原帖由 super 於 2008-3-13 06:22 PM 發表 + T% T0 v) |# ?# m2 L1 E
所以 finster 大大的意思是說
9 B! J1 x. Z: s* u  W" I- s  大家在看線性度的時候是以接成unit gain buffer來看! i0 w9 v$ @$ W( e* f" e+ n' s
  而不是用open loop gain的方式嗎 ?
& ]9 T+ A! @  f. M! V
) S" _5 E) V) p" ?# h因為我記的以前在跑linearity 是 sweep diff INPUT 對OUT5 ]9 Q) |! I. f% n+ V
的curve來看, 就會看到in- ...
2 L. e6 d0 @) w. O0 z

( [/ W8 l* E, s( p. R% o/ }7 r% Z8 X# E# k$ a2 J" H

! G  a( A- T$ A# U/ T
. h  c. S' u' N' a* O我想,有必要解說一下為何我們是用unity gain buffer來評量op amp的linearity
+ k/ b. o+ r/ nunity gain buffer它的最大特點是op amp的gain為1,所以,輸出信號會等於輸入信號,顯而易見的,只要op amp的lineaity不佳,輸出信號便很容易可被看出它沒有跟隨輸入信號的變化而變化,同時,也可看出op amp的linearity是在多少電壓的輸入信號後便開始出現linearity isse
; ?3 ~5 b9 L) N7 K0 r; u: E故而,要評定op amp的輸出信號和輸入信號的linearity,當然是把op amp接成unity gain buffer的形式是最直接且最方便的架構1 x1 W1 h, K. m. c$ X1 N
也正因為此一原因,我們在評定op amp的linearity,我們都是接成unity gain buffer的方式來評量
* G7 g/ |- [8 S+ x8 F當然,誠如我在前面留言所提,也有其他方式可以來測op amp的linearity,不過,都還沒有用unity gain buffer形式來的直觀且直接容易了解
作者: 1md11    時間: 2008-3-15 05:38 PM
我想op的非綫性如噪聲，差動輸入的非綫性，工藝匹配導致的非綫性是固有的，導致openloop有很大的非綫性；一般應用op時採用feedback結構，高增益可以提高綫性度；其次可以採用差動輸入；THD好，非綫性越小~
作者: kevin    時間: 2008-3-17 01:37 PM
我覺得上述unit gain buffer的測試,把OPAMP的gain error 及non-linearity混在一起# P9 e$ U, z0 p
測試了.所測到的值為gain error 不是non-linearity.要把Vout-vs-Vin的兩個左右端連成
) Q9 F2 b( k$ _' i一直線後,再去記算Vout與此直線的誤差,才是non-linearity.3 C, M) r0 r7 {/ O  o" ^
通常feed back opamp都有gain error ,而non-linearity比gain error 小,
5 d' R' I) [* Z6 _  R0 T0 |( ^: n所以在選OPAMP的 open-loop gain 都選open-loop gain 較大,以降低gain error 及non-linearity.真正OPAMP 的non-linearity要從frequency domain 去測它的3rd harmonic distortion(指differential 架構).
作者: jalapeno5566    時間: 2015-3-1 06:45 PM
感謝大大的分享~~我會好好的珍惜



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