cmos模拟集成电路设计东南48讲课件及配套chapter3op performance analysis_第1页
cmos模拟集成电路设计东南48讲课件及配套chapter3op performance analysis_第2页
cmos模拟集成电路设计东南48讲课件及配套chapter3op performance analysis_第3页
cmos模拟集成电路设计东南48讲课件及配套chapter3op performance analysis_第4页
cmos模拟集成电路设计东南48讲课件及配套chapter3op performance analysis_第5页
已阅读5页,还剩38页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

ogIC

Chapter3OPPerformance Chapter3OP

BodePM&GMUGBPMTransientresponseby1(t)stepNon-idealOL-OPbased

,,

,,

A(j) AV2 V01 1j/ 12

AV

22许

arctg145o4第一个极点频率下,增益衰减-3dB,又称为-3dB带宽,在此极点频率下产生45迟滞相移, 频率特性–

A(j)

jAV0

j V

j/ 1j/

>>p,则 A(j)

AV0p1

1,高频:>>p,则

AV(j)

AV0p1(

p2

PM&GM

:

:只有特定条件的频率特性才带来问题,对应的状态为:,

系统稳定性定量判据PM&闭环收敛:PM/GM达标(充分必要条件)

如PM=45,60UGB(UnitGainBandwidth,orGBW)频率下环路离开正反馈的相位距离,越大越稳定;低频下负反馈连接(必须),相移为零,提高相位要求在UGB频率下的相移尽可能小。PM与UGB密切相关; 如GM=-10dB,-20dB等

益T=FAV(s)。闭环系统主要环路增益T=1(0dB)时的相移(或PM)。因无源反馈,因此有F1,即FA(j)1 A(j)1 ,, =UGB(orGBW

F0

利用F(s)VFB 1 R1R21s(R1//R2

F1s/z z01s/:

F(s)VFB

F 01s/

no

PM<0对应系统发散条件;系统中存在的极点,很容易使PM降低甚至变性为负,频率补偿

UGB的计算1V开环的单位增益带宽UGB(即单位负反馈环路AV

-

1j/

/

-

f-

-

A(j)

j V(1j/p1)(1j/p2 1j/V1/p1/p22

UGB m

21+4(GBW)2221+4(GBW)22

21+421+4

UGB=GBW m=6.0, m=2.0,大 m=1.0, m=0.5,

误差增大,近似可用;p2太小,误差显著.

PM计算利用1pole&2poles

(1j/PM180oarctg(UGB)180oarctg( )

V1A(j)jGBW 2 1j/2PM180o[90o

)]

arctg2o

A(j)j 1j/

arctg12 1j/2PM

actg(UGB

UGBandPMbyOpenloopGeneral

Open

21+2s+1 2

1()2+j2 UGB

1212221)122V 1(UGB/)2 (UGB/)2 212221)122V2212221)122V221 2V0(UGB/)20 PM&UGBobtainedbyopenloopgeneralModel,butdescribedbyclosedLoopformparameters

V

s s2 2V0 V0 F=1CLconsidered,AV0_CL1/F=1,1/AV00,OL:2separatedrealA(s)0_CL

GBW

p V V

Duetop2effect,UGB<GBW,ifUGBGBWselected,approximatePMPM180o-90o-arctg

2CL0

)arctg

2CL0

)arctg(42

PMevaluationbymoreaccuratemixedButterworthresponsebyCL=1ButterworthresponsebyCL=1IfCL=1/2,orCL2=1/2,thus

PMarctgPMarctg 2p2TheevaluationmodeforPMisonlyvalidforp2>>GBW,orCL>>1/2;ThemodelismorebriefthanOL

x

x(UGB)2 44+1-2222[1+1-1]PMPM2 )4 4

4 1-4 1-425-5-

=1,PM

)o

PM

8-8-

)GeneralExpressionforGBW&

ByClosedLoopQ,(eitherinseparatedpoleor),andGBW=FAV0UGBUGB24)-11 2GBW2PM2 2]411+4Q4]2Slow

Fast

CL 1

1 <22 22UGB 1+Q2

22UGB PM=arctg[1

22

OL

开环和闭环的瞬态响应特性不同,极(零)点变化!

VV

A(s)Vo(s)

AV(s)

1 1s/

1s/

Vin(s)L[1(t)]1/

Vo(s)

1s/

AV0ps(sp)

(1 V0 s

V(t)L1[V(s)]1(t) VV(t)1(t) V(t)1(t) oVz

t1ln[1Vo

Vo(t)AV01(t)从V(

)~V

tttRCln

AV0V2(t2 tRCln(0.9/0.1)差越小,则延迟越短。(线性范围内成立,对闭环更有用)越大,小信号变化的延迟越小。Q:小信号闭环快?

V(s)

1 V V0ssps V

2

s

spV pV

[1(1

)1(1

p2 s s

(1p1)e

z

(1p2)eep2tV(t)1(t) p1t) ep2t V0p p

p

ep1t

p

ep2t

共轭复极点下的瞬态响应-Transientresponseunderstepinputwith

1111p20

p pp

11

0

1

t)j

1

j 1

ep2te0t 12t)j 121p21

V(t)1(t)

ep1t

ep2t

p2p1

1p211(t)A

12t) 12设定

1111

求出

11

Thetransientresponseofoutputvoltagebystepdrivingandunderconjugatepolesconditionswith<1:初始相位与PM -t

1-Vo(t)

0sin(1-0t

arctg( Large,ThemomentwhenLarge,00

1-1-pOvershot&oscillationobservedunderOSVo,peak-

exp(- When1OSSmall!

Twomethodologiesformulti-stage

OLCLMulti-stageOP->AV(s)->Pole,zero,Gain,Freq.CompensationmethodsusedtoadjustPoles/zeroswithinteriorFBorloadeffect,thusopenloopAV(s)ischangedforsufficientPMtoguaranteethestabilityofclosedloopAvf(s);CLOLmethodology,suchasButterworthFilterresponse)CloseLoopstableOPneeded->OpenLoopOP->AV(s)->predictiontheLocationofthepolesandzeros(or&->finallytoestimatetheGain,PMforsystemPolenumberGainstagenumber(+1ormore).Generalgainstages:2 umgainstages:3

OpenloopOP:primitiveforClosedloop

OP->Structure,Parameters->DC,AC,ACpropertiesismostimportant,allpolesshouldbeAllcoefficientofB(s)indenominatorofAV(s)cannotbeRHPzerosshouldbeavoidbypushawayorturnbacktoLHP,forlessPMlost;LoopwithinUGB,onlyonenetpolezerosusedtocompensatepoleforsatisfyingonenetpoledemand;allsecondaryLHPpoles&RHPzerosshouldbefarawayUGB;CL-DFcannotbetoosmall,Qcannotbetoolarge;CLOLPM=60isselectedinbalancespeed&stabilityrequirement.

整形(FrequencySha )应用。(初-中-高级应用)

一种RC反馈实例–信号处理(t)与控制(f)

如图电压并联负反馈111G(s)

虚地反馈等同负载效应

的极零点,实现某种信号处理(如滤波),或用于更大的反馈系 ,

反馈网络F简单,不产生附加的极点和零点,解决F=1下的问题可 )

B类应用特点:以反馈环路FB为的闭环应用,FB改造环路系统(传输特性和零极点分布d的控制),使完整的环路系

系统环路UGB频率下有PM,系统稳定。显然,环路带宽越低,的工作条件和资源约束下,尽量提高增益、带宽和相位,是

H(s)H(s)H(s)11sR 1R1R21s(R1//R2H(s)1H(s)11s(R1R2

fpfpH(s)1s(R1H(s)1H(s)1H(s)1R1R21s(R1//R2C1C21s(R1R2)(C1//C2

2

(先RC并,后RC串H(sH(s)

1s(RCRCRC)s2RRC

1 H(s) zA 1zB/有源H(s)zA z zB调节A,BRC-Block

Lowdropoutregulator

Appendix ButterworthFilter–2order G(s)

QCL121 ) [G(s)/G]1

0_

UGBGBW

arctgUGBarctg1

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论